一種軸承鋼淬火的方法
2023-05-22 15:33:36 1
專利名稱：一種軸承鋼淬火的方法
技術領域：
本發明涉及一種軸承鋼淬火的方法，是在軸承熱處理淬火工序過程中首創一種新 的高碳鉻軸承鋼淬火方式一馬貝複合組織淬火。
背景技術：
目前傳統的高碳鉻軸承鋼淬火方式，按照淬火後得到的淬火組織劃分，分為以下 三種
1、馬氏體淬火，淬火組織為馬氏體+少量殘餘奧氏體+少量殘餘碳化物；淬火工藝
為
加熱溫度830-880°C (具體溫度根據鋼種和零件尺寸確定)，保溫時間根據工件壁厚 確定，每100mm，保溫0. 6^0.他，最少保溫lOmin，淬火冷卻方式採用冷卻能力足夠的淬火 介質(主要是淬火油或鹽浴)並進行適當的攪拌，確保工件以大於臨界冷卻速度的冷速冷到 Ms點一下一定溫度。臨界冷卻速度和Ms點溫度主要由鋼種和加熱條件確定，Ms點溫度約在 220°C左右。Ms點是奧氏體開始轉變為馬氏體的溫度，高碳鉻軸承鋼Ms點溫度約在220°C 左右ο2、下貝氏體淬火，淬火組織為下貝氏體+少量殘餘奧氏體+少量殘餘碳化物。下 貝氏體淬火工藝為加熱溫度83(T88(TC (具體溫度根據鋼種和零件尺寸確定)，保溫時間 根據工件壁厚確定，每100mm，保溫0. 6^0.他，最少保溫lOmin，淬火冷卻方式採用冷卻能 力足夠的淬火介質(主要是淬火油或鹽浴)並進行適當的攪拌，確保工件以大於臨界冷卻速 度的冷速冷到下貝氏體轉變溫度，並等溫足夠的時間(約4h)。常用高碳鉻軸承鋼的下貝氏 體等溫溫度為23(T250°C左右，等溫溫度越高，硬度越低。3、貝馬複合淬火，淬火組織為下貝氏體+馬氏體+少量殘餘奧氏體+少量殘 餘碳化物；貝馬複合淬火工藝為加熱溫度83(T88(TC (具體溫度根據鋼種和零件尺寸確 定)，保溫時間根據工件壁厚確定，每100mm，保溫0. 6 0.他，最少保溫lOmin，淬火冷卻方 式採用冷卻能力足夠的淬火介質(主要是淬火油或鹽浴)並進行適當的攪拌，確保工件以 大於臨界冷卻速度的冷速冷到下貝氏體轉變溫度，並等溫一定的時間(約0.證)，使工件內 奧氏體部分轉變為下貝氏體，然後繼續冷卻到Ms點一下一定溫度，是工件內其餘的奧氏體 大部分轉變為馬氏體。
發明內容
本發明的目的是提供一種軸承鋼淬火的方法，它同常規的軸承熱處理相比具有衝 擊韌性、斷裂韌性、耐磨性高、尺寸穩定性好，表面殘餘應力為壓應力，能有效提高軸承的疲 勞壽命和可靠性等優點。本發明的技術方案是一種軸承鋼淬火的方法，其特徵在於，本方法為馬貝複合組 織淬火，淬火組織為馬氏體+下貝氏體+少量殘餘奧氏體+少量殘餘碳化物；
馬貝複合組織淬火方法的步驟為(1)淬火加熱加熱溫度為83(T88(TC，具體溫度根據鋼種和零件尺寸確定；
(2)保溫時間根據工件壁厚確定，每100mm，保溫0.6 1.釙，，最少保溫8min ；
(3)淬火冷卻方式採用冷卻能力足夠的淬火介質，主要是淬火油或鹽浴，並進行適 當的攪拌，確保工件以大於臨界冷卻速度的冷速冷到Ms點與Mf點之間某一溫度Md，Md 為-15(T250°C，並等溫廣120min，具體時間根據具體工件確定，保證工件心部也冷到Md， 使工件內奧氏體部分轉變馬氏體，在工件心部冷到Md溫度後，立即將工件轉入到熱油或 鹽浴內加熱到下貝氏體轉變溫度18(T280°C，並等溫壙12h，使工件內殘餘奧氏體轉變為 下貝氏體，並使已形成的馬氏體回火；所述的Ms是是奧氏體開始轉變為馬氏體的溫度，為 15(T250°C ；Mf是奧氏體停止轉變為馬氏體的溫度，為-15(T-70°C。本發明的有益效果是本發明馬貝複合組織淬火與馬氏體淬火，下貝氏體淬火、貝 馬複合淬火不同，馬貝複合組織淬火具有以下顯著特點
1)初期冷卻速度快，可以使軸承鋼更為充分淬火，擴大軸承鋼應用範圍，充分發揮材料 的性能潛力。2)馬貝複合淬火組織內的馬氏體含碳量，比貝馬複合淬火組織內的馬氏體含碳量 低，具有更好的衝擊韌性、斷裂韌性、耐磨性。馬貝複合組織淬火，由於先發生馬氏體轉變，因而奧氏體內含碳量低的部分轉變 為馬氏體，奧氏體內含碳量高的部分在隨後的Ms以上的下貝氏體轉變溫度等溫過程中轉 變為下貝氏體；
貝馬複合淬火時，由於先發生下貝氏體轉變，因而奧氏體內含碳量低的部分轉變為下 貝氏體，奧氏體內含碳量高的部分在隨後Ms以下溫度繼續過程中轉變為馬氏體，馬氏體為 大片狀的高碳馬氏體，其亞結構為孿晶，脆性極大，同時，大片狀的高碳馬氏體在高碳馬氏 體片形成時，互相撞擊，極易產生內應力和微裂紋。3)馬貝複合組織淬火時先生成的馬氏體，在隨後奧氏體內含碳量高的部分向下 貝氏體轉變的過程中，阻止下貝氏體的長大，有效的細化下貝氏體的晶粒尺寸，因而使馬貝 複合淬火組織內的下貝氏體也具有比貝馬複合淬火組織內的下貝氏體更好的強度、衝擊韌 性、斷裂韌性、耐磨性。4)更低的裂紋敏感性
由於淬火裂紋主要在馬氏體轉變組織產生，馬氏體含碳量越高，性能越脆，裂紋越 容易產生，馬貝複合組織淬火時，馬氏體含碳量低於貝馬複合淬火的馬氏體含碳量，同時， 淬火過程轉變的馬氏體組織，在隨後下貝氏體轉變溫度等溫時，進行了及時回火，因而淬火 過程不易產生裂紋。5)更高的尺寸穩定性
馬貝複合組織淬火，由於先發生馬氏體轉變，隨後升溫至Ms以上的下貝氏體轉變溫度 等溫，使剩餘奧氏體轉變為下貝氏體，不存在奧氏體的穩定化，剩餘奧氏體可以更為充分的 轉變為下貝氏體，淬火後，殘餘奧氏體量少，尺寸穩定性高。貝馬複合淬火時，由於先發生下貝氏體轉變，在下貝氏體轉變的過程中，剩餘奧氏 體產生穩定化，而且剩餘奧氏體的含碳量較高，淬火後，殘餘奧氏體量多，尺寸穩定性差。因而，馬貝複合組織具有比貝馬複合淬火組織更高的尺寸穩定性。6)可以按性能要求任意調整馬貝複合組織比例
4馬貝複合組織淬火，通過在Ms和Mf之間調整淬火冷卻溫度，可以靈活有效的調整馬貝 複合淬火組織內的馬氏體和下貝氏體含量，得到需要的組織和性能。7)不需要回火，節約能源，縮短生產周期
馬貝複合組織淬火，由於在隨後升溫至Ms以上的下貝氏體轉變溫度等溫，使剩餘奧氏 體轉變為下貝氏體貝的同時，也對先生成馬氏體組織進行了充分回火，因而下貝氏體淬火 一樣，不需要回火。貝馬複合淬火時，由於先發生下貝氏體轉變，奧氏體內含碳量低的部分轉變為下 貝氏體，奧氏體內含碳量高的部分在隨後Ms以下溫度繼續過程中轉變為脆性極大的大片 狀高碳馬氏體，同時，存在極大的內應力，甚至存在微裂紋，因此，必須及時回火。馬貝複合組織具有比馬氏體淬火，下貝氏體淬火、貝馬複合淬火組織更好的強度、 衝擊韌性、斷裂韌性、耐磨性，從而可以有效提高軸承的疲勞壽命和可靠性。軸承鋼馬貝復 合組織淬火新方法，有獨特的優越性，是一種有前途的新的軸承鋼淬火方法。
圖1是本發明馬貝複合組織淬火工藝曲線。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步詳細說明。實施例一 如圖1所示，
某型號軸承套圈，有效壁厚為15 mm，材料為GCrl5. 加熱溫度850°C， 保溫時間10min，
淬火介質鹽浴，鹽浴溫度為190°C，工件淬入鹽浴冷卻，並中度攪拌，工件在鹽浴內冷 卻IOmin後，工件溫度冷到190°C (Md溫度)。立即將工件轉入溫度為235°C的鹽浴內加熱到235°C (下貝氏體轉變溫度)，等溫 4. 5h。實施例二
另一型號軸承套圈，有效壁厚為32mm，材料為GCrlSMo. 加熱溫度860°C， 保溫時間15min，
淬火介質鹽浴，鹽浴溫度為180°C，工件淬入鹽浴冷卻，並中度攪拌，工件在鹽浴內冷 卻IOmin後，工件溫度冷到180°C (Md溫度)。立即將工件轉入溫度為235°C的鹽浴內加熱到235°C (下貝氏體轉變溫度)，等溫 4. 5h。兩種型號軸承套圈上述熱處理工藝淬火後，淬火組織均為為回火馬氏體+下貝氏 體+少量殘餘奧氏體+少量殘餘碳化物；不需要再進行回火處理，具有良好的機械性能和尺 寸穩定性。
權利要求
1. 一種軸承鋼淬火的方法，其特徵在於，本方法為馬貝複合組織淬火，淬火組織為馬 氏體+下貝氏體+少量殘餘奧氏體+少量殘餘碳化物；馬貝複合組織淬火方法的步驟為(1)淬火加熱溫度83(T88(TC，具體溫度根據鋼種和零件尺寸確定；(2)保溫時間根據工件壁厚確定，每100mm，保溫0.6 1.釙，，最少保溫8min ；(3)淬火冷卻方式採用冷卻能力足夠的淬火介質，主要是淬火油或鹽浴，並進行適 當的攪拌，確保工件以大於臨界冷卻速度的冷速冷到Ms點與Mf點之間某一溫度Md，Md 為-15(T250°C，並等溫廣120min，具體時間根據具體工件確定，保證工件心部也冷到Md， 使工件內奧氏體部分轉變馬氏體，在工件心部冷到Md溫度後，立即將工件轉入到熱油或 鹽浴內加熱到下貝氏體轉變溫度18(T280°C，並等溫壙12h，使工件內殘餘奧氏體轉變為 下貝氏體，並使已形成的馬氏體回火；所述的Ms是是奧氏體開始轉變為馬氏體的溫度，為 15(T250°C ；Mf是奧氏體停止轉變為馬氏體的溫度，為-15(T-70°C。
全文摘要
本發明涉及一種軸承鋼淬火的方法，本方法的步驟為(1)淬火加熱溫度830~880℃，(2)保溫時間根據工件壁厚每100mm，保溫0.6~1.5h；(3)淬火冷卻方式是淬火油或鹽浴，並進行攪拌，確保工件以大於臨界冷卻速度的冷速冷到Ms點與Mf點之間某一溫度Md，Md為-150~250℃，並等溫1~120min，在工件心部冷到Md溫度後，將工件轉入到熱油或鹽浴內加熱到下貝氏體轉變溫度180~280℃，並等溫4~12h；本發明的有益效果是同常規的軸承熱處理相比具有衝擊韌性、斷裂韌性、耐磨性高、尺寸穩定性好，表面殘餘應力為壓應力，能有效提高軸承的疲勞壽命和可靠性等優點。
文檔編號C21D1/46GK102108433SQ201110081310
公開日2011年6月29日 申請日期2011年4月1日 優先權日2011年4月1日
發明者姚豔書, 尤紹軍 申請人:瓦房店軸承集團有限責任公司