[發明專利]一種第三代軸承鋼的等溫淬火熱處理工藝方法

有效

• 申請號: 202011370210.1
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112501396B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 王方方;張凱倫;鄭立靜;張虎
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學;北京航空航天大學寧波創新研究院
• 主分類號: C21D1/20
• 分類號: C21D1/20;C21D1/613;C22C38/52;C22C38/46;C22C38/44;C22C38/04;C22C38/02
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本發明涉及一種第三代軸承鋼的等溫淬火熱處理工藝方法包括A固溶處理；B等溫淬火：當鋼塊厚度h≤20mm，采用恒壓恒流速氣淬：壓力為0.2?1.5MPa，流速為0.1?0.8m/s，冷卻時間≤15min，冷卻速度為60?100℃/min，直到降溫到等溫溫度140?280℃后保溫1?2h；隨后空冷至室溫；當鋼塊厚度20mmh≤50mm，采用高壓高流速氣淬和低壓低流速氣淬分段循環冷卻。采用該種等溫淬火熱處理工藝能夠提高第三代軸承鋼的塑韌性、使得組織成分均勻、又環保。

技術領域

本發明涉及軸承鋼領域，尤其涉及一種第三代軸承鋼的等溫淬火熱處理工藝方法。

背景技術

對于低C、高Cr-Co-Mo的第三代軸承鋼包括CSS-42L等，與第2代軸承鋼M50和M50NiL相比，添加了適量的Cr元素來改善其耐蝕性能，同時添加了高量的Co元素來細化M₂X相。該合金在滲碳后不僅表面具有優異的紅硬性、耐磨性、抗疲勞性以及耐蝕性，同時芯部還保持著高的強度和斷裂韌性。

在1954年國外開始對GCr15鋼進行貝氏體等溫淬火研究，FAG等世界著名軸承公司已經將等溫淬火工藝應用在鐵路、汽車、軋機、鉆具等耐沖擊及潤滑不良的軸承上。國內自20世紀80年代開始研究GCr15鋼的貝氏體淬火，并將其逐漸應用于鐵路貨車軸承及軋機軸承。90年代初等溫淬火工藝在軋機軸承及準高速鐵路軸承的生產及應用上推廣十分迅速。

目前沒有適用于該種低C、高Cr-Co-Mo的第三代軸承鋼的等溫淬火熱處理工藝，現有技術的等溫淬火工藝可參考公開號為CN102605145A的中國發明專利申請《鋼鐵等溫淬火-回火冷卻工藝》。使用現有技術的等溫淬火工藝處理的該種第三代軸承鋼存在淬火中容易開裂、脆性大、塑韌性不好的問題。并且如圖1所示為采用現有的等溫淬火工藝處理的CSS-42L軸承鋼塊的金相組織照片，從左至右為從里到外不同深度的組織電鏡圖；由圖中可見從心部到表面組織上會產生珠光體→貝氏體→馬氏體的轉變，組織均勻性不好，導致綜合力學性能較差；另外，對于該種第三代軸承鋼的鹽浴淬火使用的介質一般都是混合硝酸鹽，在淬火過程中產生有毒氣體，對環境影響較大，且造成很大的資源浪費。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀提供一種提高塑韌性、組織均勻又環保的針對第三代軸承鋼的等溫淬火熱處理工藝方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：該種第三代軸承鋼的等溫淬火熱處理工藝方法，其特征在于包括以下步驟：

A固溶處理：對軸承鋼塊經過多段升溫到固溶溫度1050-1150℃后進行固溶處理，固溶時間T與所述鋼塊的厚度h之間滿足下式：

T＝80h～120h(s)；

B等溫淬火：

B.a當鋼塊厚度h≤20mm，采用恒壓恒流速氣淬：壓力為0.2-1.5MPa，流速為0.1-0.8m/s，冷卻時間≤15min，冷卻速度為60-100℃/min，直到降溫到等溫溫度140-280℃后保溫1-2h；隨后空冷至室溫；

B.b當鋼塊厚度20mmh≤50mm，采用分段循環冷卻：

(B.b.a)高壓高流速氣淬：壓力1.2≤P₁≤2.5MPa，流速0.3≤V₁≤1.0m/s，進行吹掃，吹掃時間為t₁；

(B.b.b)低壓低流速氣淬：壓力P₂為流速V₂為進行吹掃，吹掃時間為t₂；

循環進行上述步驟(B.b.a)、(B.b.b)的循環次數為n，且滿足下式:

n(t₁+t₂)≤20min，

3≤n≤15，