[發(fā)明專利]提高M50軸承基體強韌性和尺寸穩(wěn)定性的成形制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810117501.6
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108411096B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 錢東升;王豐;華林;路曉輝
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: C21D9/40
• 分類號: C21D9/40;C21D1/20;C21D1/22;C21D6/04
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮;王淳景

本發(fā)明公開了一種提高M50軸承基體強韌性和尺寸穩(wěn)定性的成形制造方法，包括以下步驟：S1、對軸承基體環(huán)坯進行冷軋成形，獲得軸承基體鍛件；S2、復(fù)相組織調(diào)控?zé)崽幚恚合葘⑤S承基體鍛件緩慢加熱至Acm溫度點以上30～60℃，繼續(xù)加熱軸承基體鍛件至Acm溫度點以上250～350℃，再將軸承基體鍛件快速冷卻至M_S相變點以上20～80℃進行貝氏體等溫淬火，然后將軸承基體鍛件快速冷至M_S相變點以下進行馬氏體淬火，待軸承基體鍛件冷卻至室溫后在液氮環(huán)境下進行冷處理；最后進行高溫回火。本發(fā)明能夠綜合利用冷變形和復(fù)相組織調(diào)控?zé)崽幚淼淖饔茫{(diào)控基體的微觀組織狀態(tài)，從而大幅提高軸承基體的強韌性與尺寸穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軸承制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高M50軸承基體強韌性和尺寸穩(wěn)定性的成形制造方法。

背景技術(shù)

M50鋼是一類具有較好綜合性能的高溫軸承鋼，由于其良好的高溫硬度、高溫耐磨性能和高溫耐疲勞性能，被廣泛地應(yīng)用于航空發(fā)動機軸承等領(lǐng)域。目前，以M50鋼為基體材料的航空軸承面臨著許多技術(shù)瓶頸，其核心問題在于軸承基體的強韌性和尺寸穩(wěn)定性。由于強韌性和尺寸穩(wěn)定性不夠理想，軸承在服役過程中容易出現(xiàn)疲勞失效或精度衰減喪失等問題，從而降低了發(fā)動機主軸軸承的服役壽命。傳統(tǒng)的M50鋼熱處理工藝，通常在馬氏體淬火后采取多次高溫回火的方式，使殘余奧氏體盡可能的充分轉(zhuǎn)變，從而確保軸承基體獲得較高的強度和尺寸穩(wěn)定性；但是另一方面，殘余奧氏體作為韌性相，有著對裂紋擴展的延緩作用，較低含量的殘余奧氏體會使軸承基體韌性下降，從而影響到軸承的疲勞壽命。因此，如何在保證軸承的強度和尺寸穩(wěn)定性達到服役要求的同時，有效提高軸承基體的韌性，已經(jīng)成為發(fā)展航空發(fā)動機軸承所亟需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種提高M50軸承基體強韌性和尺寸穩(wěn)定性的成形制造方法，它通過冷軋控制成形與馬貝復(fù)相組織調(diào)控?zé)崽幚矸椒ㄏ嘟Y(jié)合，利用冷軋塑性變化所引入的高密度位錯，協(xié)調(diào)匹配冷軋成形與熱處理工藝條件，調(diào)控基體的微觀組織狀態(tài)，從而大幅提高軸承基體的強韌性與尺寸穩(wěn)定性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種提高M50軸承基體強韌性和尺寸穩(wěn)定性的成形制造方法，包括以下步驟：

S1、冷軋控制成形：根據(jù)軸承基體尺寸和軋制比設(shè)計軸承基體毛坯尺寸，采用熱鍛制坯工藝制備軸承基體環(huán)坯，然后在冷軋機上對軸承基體環(huán)坯進行冷軋成形，獲得軸承基體鍛件；

S2、復(fù)相組織調(diào)控?zé)崽幚?/p>

S201、將軸承基體鍛件加熱至Acm溫度點以上30～60℃，并進行保溫，進行低溫奧氏體化；

S202、繼續(xù)加熱軸承基體鍛件至Acm溫度點以上250～350℃，并進行保溫，進行高溫奧氏體化；

S203、將軸承基體鍛件快速冷卻至M_S相變點以上20～80℃，并進行保溫，進行貝氏體等溫淬火；

S204、將軸承基體鍛件快速冷卻至M_S相變點以下進行馬氏體淬火，保溫一段時間后空冷至室溫；

S205、將軸承基體鍛件浸入-196～-120℃溫度范圍內(nèi)的液氮冷凍箱中，進行冷處理，冷處理一段時間后取出在大氣環(huán)境中恢復(fù)至室溫；

S206、將軸承基體鍛件加熱至530～550℃范圍內(nèi)進行高溫回火，保溫一段時間后空冷。

按上述技術(shù)方案，步驟S1中，軋制比k＝(0.6～0.8)k_max，軸承基體毛坯的內(nèi)半徑r₀＝kr₁，基于環(huán)件軋制體積不變原理，軸承基體毛坯外半徑其中，R₁和R₂分別為驅(qū)動輥和壓力輥的工作面半徑，r₁為軸承基體的內(nèi)徑，R和H分別為軸承基體的外半徑和高度。