GCr15軸承鋼的熱處理方法
2023-05-25 04:05:56 2
專利名稱：GCr15軸承鋼的熱處理方法
技術領域：
本發明涉及一種鋼材料的熱處理工藝，尤其是一種GCrl5軸承鋼的熱處理方法。
背景技術：
GCr15軸承鋼是一種合金含量較少的高碳鉻軸承鋼，因其經過淬火加回火後具有高而均勻的硬度、良好的耐磨性、高的接觸疲勞性能而廣泛的應用於各類軸承。目前，傳統的軸承加工工藝是在GCrl5軸承鋼毛還棒料進行粗加工之前先進行包括淬火步驟與高溫回火步驟的調質處理工序，之後再對加工成的零件進行淬火和低溫回火等步驟。但是，在傳統的的軸承的加工工藝中，通常在調質處理工序中毛坯棒料會產生了形狀不規則的淬火裂紋，有的淬火裂紋甚至貫穿整個毛坯棒料。此外，傳統的的軸承的加工工藝還容易產生殘餘奧氏體，使得軸承在使用運行過程中容易出現殘餘奧氏體向馬氏體的轉變，造成軸承體積膨脹而形成內應力，從而出現軸承的尺寸不穩定，導致軸承的壽命變短。
發明內容
本發明的目的在於，提供一種GCrl5軸承鋼熱處理方法，有利於提高軸承的尺寸穩定性並延長軸承的使用壽命。本發明提供一種GCr 15軸承鋼的熱處理方法，在加工GCr 15軸承鋼坯料製成零件之前先進行球化退火步驟；然後對製成的零件進行淬火步驟和第一次低溫回火步驟；在淬火步驟和第一次低溫回火步驟之後，對零件進行冷處理步驟；並對經冷處理步驟的零件進行第二次低溫回火步驟。本發明的有益效果是，本發明GCrl5軸承鋼的熱處理方法在加工GCrl5軸承鋼坯料製成零件之前先通過球化退火步驟可充分消除網狀二次滲碳體並使碳化物分布變得均勻，且能使片狀珠光體發·生球化效應，消除了 GCrl5軸承鋼坯料的組織缺陷，有效防止了裂紋的產生。此外，本發明GCrl5軸承鋼的熱處理方法通過在淬火步驟和第一次低溫回火步驟之後進行冷處理步驟，可以使淬火步驟與第一次低溫回火步驟後形成的殘餘奧氏體幾乎全部轉變成馬氏體，因此可進一步避免軸承零件產生微裂紋，並提高軸承零件的尺寸穩定性，從而延長GCrl5軸承零件的使用壽命。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和其它目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉實施例，詳細說明如下。
圖1是本發明第一實施例的GCrl5軸承鋼的熱處理方法的流程圖。圖2是本發明第二實施例的GCrl5軸承鋼的熱處理方法的流程圖。110、210:球化退火步驟120、220:粗加工步驟130、230:淬火步驟 140、240:第一次低溫回火步驟
150、250:冷處理步驟 160、260:第二次低溫回火步驟170、270:精加工步驟 180、280:穩定化熱處理步驟212:第一次球化退火步驟 214:第二次球化退火步驟
具體實施例方式為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功效，以下結合較佳實施例，對依據本發明提出的GCrl5軸承鋼的熱處理方法的具體實施方式
、特徵及其功效，詳細說明如下。有關本發明的前述及其它技術內容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例的詳細說明中將可清楚呈現。通過具體實施方式
的說明，當可對本發明為達成預定目的所採取的技術手段及功效得以更加深入且具體的了解，並非用來對本發明加以限制。圖1是本發明第一實施例的GCrl5軸承鋼的熱處理方法的流程圖。在本實施例中，是利用GCrl5軸承鋼毛坯料經過一系列的熱處理和加工工序製成軸承零件。GCr 15軸承鋼的主要成分含量包括質量百分比1.40% 1.65%的鉻(Cr)，0.95% 1.05%的碳(C)，
0.25% 0.45% 的錳(Μη)，0.15% 0.35% 的矽(Si)。請參閱圖1，GCr 15軸承鋼的熱處理方法，首先是對GCr 15軸承鋼坯料進行球化退火步驟110。在本實施例中，GCrl5軸承鋼坯料例如是尺寸為Φ50Χ200的GCrl5軸承鋼毛坯棒料。球化退火步驟110首先將GCrl5軸承鋼坯料加熱到為780 820°C後進行保溫，保溫時間為I 3小時，然後再在爐內冷卻並降溫到680 700°C並保溫，保溫時間為I 3小時，接著將GCrl5軸承鋼坯料再升溫至780 820°C後進行保溫，保溫時間為I 3小時，之後再在爐內冷卻至600°C以下，並出爐空冷。通過球化退火步驟110，一方面可以降低GCrl5軸承鋼坯料的硬度，以使GCrl5軸承鋼坯料的硬度可控制在160 200布氏硬度(HB)，另一方面也可以獲得均勻分布的細粒狀珠光體，為後續的淬火等步驟做好準備。在球化退火步驟110之後，進行加工步驟120，在本實施例中，GCrl5軸承鋼坯料經過粗加工製成零件例如是軸承。然後，對經過加工步驟120製成的零件直接進行淬火步驟130和第一次低溫回火步驟140。本實施例中，淬火步驟130是在真空條件下進行，淬火介質例如為油，淬火溫度是830 850°C。第一次低溫回火步驟140是對經過淬火步驟130的零件進行的，回火溫度為160 180°C，回火保溫時間為4 6小時，出爐後空冷。需要注意的是，保溫時間可根據零件的大小和裝爐量而定，只要保溫時間上能保證零件熱透即可。在淬火步驟130和第一次低溫回火步驟140之後，直接對零件進行冷處理步驟150，冷處理步驟150是直接將零件降溫冷卻至-50 -130°C。通過冷處理步驟150，可以使淬火步驟130與第一次低溫回火步驟140後形成的殘餘奧氏體幾乎全部轉變成了馬氏體，因此避免了零件產生微裂紋和時效變形現象，有利於提高軸承零件的尺寸穩定性，從而延長GCrl5軸承零件的使用壽命。接著，對經冷處理步驟150的零件進行第二次低溫回火步驟160。第二次低溫回火步驟160可與第一次低溫回火步驟140的工藝一致。本實施例中，第二次低溫回火步驟160與第一次低溫回火步 驟140的工藝略有不同，第二次低溫回火步驟160的回火溫度為120 150°C，保溫時間為4 6小時，出爐後空冷。第二次低溫回火步驟160有利於消除零件表面的殘餘應力。需要注意的是，在第二次低溫回火步驟160之後，可進行精加工步驟170。在精加工步驟170之後，可對零件進行穩定化熱處理步驟180。本實施例中，穩定化熱處理步驟180是加熱零件至熱處理溫度為120 150°C並保溫4 6小時，之後出爐後空冷。通過穩定化熱處理步驟180，可消除精加工步驟170中產生的熱應力。經過上述步驟之後，即完成了零件例如軸承的熱處理及加工製作，即可入庫備用。圖2是本發明第二實施例的GCrl5軸承鋼的熱處理方法的流程圖。請參閱圖2，本實施例中，GCrl5軸承鋼的熱處理方法包括球化退火步驟210，加工步驟220，淬火步驟230、第一次低溫回火步驟240，冷處理步驟250，第二次低溫回火步驟260、精加工步驟270以及穩定化熱處理步驟280。第二實施例的GCr 15軸承鋼的熱處理方法與第一實施例的GCr 15軸承鋼的熱處理方法大致相同，二者的卻別在於，第二實施例的GCrl5軸承鋼的熱處理方法的球化退火步驟210包括連續進行的第一次球化退火步驟212以及第二次球化退火步驟214。第一次球化退火 步驟212是先GCrl5軸承鋼坯料加熱到為780 820°C後保溫I 3小時，然後在爐內冷卻到680 700°C並保溫I 3小時，之後將GCrl5軸承鋼坯料再升溫至780 820°C後保溫I 3小時，然後再在爐內冷卻至600°C以下並出爐空冷。第二次球化退火步驟214在第一次球化退火步驟212之後進行，與第一次球化退火步驟212相同，在此不再贅述。本實施例中，進行二次球化退火有助於更好的充分消除了網狀二次滲碳體並使碳化物分布變得均勻，且能使片狀珠光體發生球化效應，消除了 GCrl5軸承鋼坯料的組織缺陷。綜上所述，本發明GCr 15軸承鋼的熱處理方法在加工GCr 15軸承鋼坯料製成零件之前先通過球化退火步驟可充分消除網狀二次滲碳體並使碳化物分布變得均勻，且能使片狀珠光體發生球化效應，消除了 GCrl5軸承鋼坯料的組織缺陷，有效防止了裂紋的產生。此夕卜，本發明GCrl5軸承鋼的熱處理方法通過在淬火步驟和第一次低溫回火步驟之後進行冷處理步驟，可以使淬火步驟與第一次低溫回火步驟後形成的殘餘奧氏體幾乎全部轉變成馬氏體，因此可進一步避免軸承零件產生微裂紋，並提高軸承零件的尺寸穩定性，從而延長GCr15軸承零件的使用壽命，改善軸承零件的綜合性能。以上所述，僅是本發明的實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.一種GCrl5軸承鋼的熱處理方法，其特徵在於，其包括: 在加工GCrl5軸承鋼坯料製成零件之前進行球化退火步驟； 對該零件進行淬火步驟和第一次低溫回火步驟； 在該淬火步驟和該第一次低溫回火步驟之後，對該零件進行冷處理步驟；以及 對經該冷處理步驟的該零件進行第二次低溫回火步驟。
2.如權利要求1所述的GCrl5軸承鋼的熱處理方法，其特徵在於，該球化退火步驟是先將該GCrl5軸承鋼坯料加熱到780 820°C後保溫I 3小時，然後再爐內冷卻到680 700°C並保溫I 3小時，之後將該GCrl5軸承鋼坯料再升溫至780 820°C後保溫I 3小時，然後再爐內冷卻至600°C以下並出爐空冷。
3.如權利要求1所述的GCrl5軸承鋼的熱處理方法，其特徵在於，該球化退火步驟包括連續進行的第一次球化退火步驟以及第二次球化退火步驟，該第一次球化退火步驟以及該第二次球化退火步驟分別是先將該GCrl5軸承鋼坯料加熱到為780 820°C後保溫I 3小時，然後再爐內冷卻到680 700°C並保溫I 3小時，之後將該GCrl5軸承鋼坯料再升溫至780 820°C後保溫I 3小時，然後再爐內冷卻至600°C以下並出爐空冷。
4.如權利要求1所述的GCrl5軸承鋼的熱處理方法，其特徵在於，該淬火步驟的淬火溫度是830 850°C，淬火介質為淬火油。
5.如權利要求1所述的GCrl5軸承鋼的熱處理方法，其特徵在於，該第一次低溫回火步驟的回火溫度為160 180°C，保溫時間為4 6小時。
6.如權利要求1所述的GCrl5軸承鋼的熱處理方法，其特徵在於，該冷處理步驟為將該零件降溫冷卻至-50 -130°C。·
7.如權利要求1所述的GCrl5軸承鋼的熱處理方法，其特徵在於，該第二次低溫回火步驟的回火溫度為120 150°C，保溫時間為2 4小時。
8.如權利要求1所述的GCrl5軸承鋼的熱處理方法，其特徵在於，在該第二次低溫回火步驟之後，更包括對該零件進行精加工步驟。
9.如權利要求8所述的GCrl5軸承鋼的熱處理方法，其特徵在於，在該精加工步驟之後，更包括對該零件進行穩定化熱處理步驟。
10.如權利要求9所述的軸承鋼熱處理方法，其特徵在於，該穩定化熱處理步驟是加熱該零件至熱處理溫度120 150°C，保溫4 6小時後出爐後空冷。
全文摘要
一種GCr15軸承鋼的熱處理方法，在加工GCr15軸承鋼坯料製成零件之前先進行球化退火步驟；再對製成的零件進行淬火步驟和第一次低溫回火步驟；在淬火步驟和第一次低溫回火步驟之後，對零件進行冷處理步驟；並對經冷處理步驟的零件進行第二次低溫回火步驟。此GCr15軸承鋼的熱處理方法可提高軸承零件的尺寸穩定性，延長軸承零件的使用壽命。
文檔編號C21D1/32GK103233101SQ20131012072
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月8日 優先權日2013年4月8日
發明者郭秋彥, 陳倩, 李莉, 劉強, 楊安志, 趙福全 申請人:浙江吉利汽車研究院有限公司杭州分公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司, 浙江吉利控股集團有限公司