高碳铬钢轴承组件组织与精度稳定化处理方法及注意事项

　　专利名称：一种高碳铬钢轴承组件组织与精度稳定化处理方法

　　技术领域：

　　本发明涉及一种轴承制造技术，具体涉及一种高碳铬钢轴承组件组织与精度稳定化处理方法。

　　背景技术：

　　轴承是机械装备的关键基础零件，对机械装备安全可靠运行至关重要。目前，国内制造的精密轴承，在采用与国外相同的原材料和加工设备条件下，轴承的初始加工精度已经能够达到技术要求，但工作寿命普遍较短，无法与国外进口轴承相比，关键原因为轴承的核心承载组件套圈和滚动体内部组织不稳定，工作中受温度和载荷作用，促使不稳定组织发生转变，继而引起尺寸变化，使轴承精度逐渐丧失，最终导致轴承无法正常工作。对于目前用量最多的碳含量O. 95 wt°/Tl· 05wt%、铬含量O. 5 wt°/Tl· 65 wt%的高碳 铬钢轴承，上述问题更为显著。对于高碳铬钢轴承组件，由于铬元素含量高，淬火时马氏体转变温度低，淬火后不稳定的残余奥氏体含量高。因此，高碳铬钢轴承组件在工作中，更容易因为不稳定的残奥氏体转变引起尺寸精度变化。

　　发明内容

　　针对以上现状，本发明的目的在于提供一种高碳铬钢轴承组件组织与精度稳定化处理方法，提升了轴承组件的组织和精度稳定性，提高了轴承组件的强度、耐磨性和冲击韧性。为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种高碳铬钢轴承组件组织与精度稳定化处理方法，包括以下步骤

　　(1)保护气氛淬火为了减少轴承组件加热时表面脱碳、氧化和淬火内应力，将轴承组件在保护气氛下加热至840°C 860°C，然后在70°C以下淬火油中冷却20 30分钟；

　　(2)稳定化回火将淬火处理后轴承组件加热至100°C 150°C，保温I 2小时，空冷至室温，使淬火后的不稳定组织热稳定化；

　　(3)低温与回火循环处理将稳定化回火处理后轴承组件在-20°C -200°C范围内低温处理I 6小时，随低温处理容器升至室温后，间隔30分钟以内再进行100°C 200°C、保温O. 5 I. 5小时回火处理，循环低温与回火处理I 3次。步骤(I)所述的轴承组件为高碳铬钢轴承组件，碳含量O. 95 Wt0^l. 05wt%、铬含量O. 5 wt%^l. 65 wt%0所述的轴承组件为GCrl5钢轴承组件、GCrl5SiMn钢轴承组件、GCrl8Mn钢轴承组件或GCrl5SiMo钢轴承组件(即所述的轴承组件为GCrl5钢轴承套圈和滚动体、GCrl5SiMn钢轴承套圈和滚动体、GCrl5SiMo钢轴承套圈和滚动体，GCrl8Mo钢轴承套圈和滚动体)。本发明的有益效果是通过对淬火后的高碳铬钢轴承组件进行温度相互匹配的冷(低温)、热(回火)循环复合处理，促使不稳定组织产生热稳定化效应，并使低温下组织中的不稳定残余奥氏体向马氏体转变，以及过饱和度马氏体分解。本发明不仅提升了轴承组件的组织和精度稳定性，而且马氏体分解后得到细化并析出大量微细弥散碳化物，提高了轴承组件的强度、耐磨性和冲击韧性等机械性能。控制轴承组件工作过程中的组织和精度变化，保障轴承正常稳定工作。

　　图I为本发明具体实施例GCrl5钢轴承组件组织与精度稳定化处理工艺曲线图。图2为本发明具体实施例GCrl5SiMn钢轴承组件组织与精度稳定化处理工艺曲线图。

　　具体实施例方式为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的 内容不仅仅局限于下面的实施例。实施例I

　　如图I所示，以应用最广的GCrl5钢轴承为例，其组件组织和精度稳定化处理方法，按如下步骤实现

　　(I)保护气氛淬火将GCrl5钢轴承组件在保护气氛加热炉中加热至850±10°C，放入60 °C淬火油中冷却30分钟。(2)稳定化回火将淬火处理后GCrl5钢轴承组件加热至130±10°C，保温2小时，

　　空冷至室温。(3)低温与回火循环处理将稳定化回火处理后的GCrl5钢轴承组件在_190°C低温处理4小时，随低温处理容器升至室温后，立即进行160±10°C、保温I小时回火处理。对按上述方法处理后的GCrl5钢轴承组件进行残余奥氏体含量测定，以及抗弯强度、冲击和磨损试验测试。经稳定化处理后的GCrl5钢轴承组件与常规热处理后的轴承组件组织性能测试结果比较如表I。表I GCr 15钢轴承组件组织与性能测试结果

　　雨号I检测项目 I指标I单位I常规热处理 I稳定化处理(本发明)

　　I_X射线衍射残余奥氏体 ％_IOJ_^_6_

　　2~抗弯试验—抗弯强度 MPa 17201910—

　　3_耐磨性失重量_mg_17. 4_6^2_

　　~ I冲击试验 I冲击韧性 |j/cm2 |24丨28

　　实施例2

　　如图2所示，以另一种常用的GCrl5SiMn钢轴承为例，其组件组织和精度稳定化处理方法，按如下步骤实现

　　(I)保护气氛淬火将GCrl5SiMn钢轴承组件在保护气氛加热炉中加热至850±10°C，放入60°C淬火油中冷却30分钟。(2)稳定化回火将淬火处理后GCrl5SiMn钢轴承组件加热至140±10°C，保温2

　　小时，空冷至室温。(3 )低温与回火循环处理将稳定化回火处理后的GCr 15 S iMn钢轴承组件在-130°C低温处理6小时，随低温处理容器升至室温后，立即进行170±10°C、保温I. 5小时回火处理。

　　对按上述方法处理后的GCrl5SiMn钢轴承组件进行残余奥氏体含量测定，以及抗弯强度、冲击和磨损试验测试。经稳定化处理后的GCrl5SiMn钢轴承组件与常规热处理后的轴承组件组织性能测试结果比较如表2。表2 GCrl5SiMn钢轴承组件组织与性能测试结果

　　权利要求

　　1.一种高碳铬钢轴承组件组织与精度稳定化处理方法，其特征在于包括以下步骤 (1)保护气氛淬火将轴承组件在保护气氛下加热至840°C 860°C，然后在70°C以下淬火油中冷却20 30分钟； (2)稳定化回火将淬火处理后轴承组件加热至100°C 150°C，保温I 2小时，空冷至室温； (3)低温与回火循环处理将稳定化回火处理后轴承组件在-20°C -200°C范围内低温处理I 6小时，随低温处理容器升至室温后，间隔30分钟以内再进行100°C 200°C、保温O. 5 I. 5小时回火处理，循环低温与回火处理I 3次。

　　2.根据权利要求I所述的一种高碳铬钢轴承组件组织与精度稳定化处理方法，其特征在于步骤(I)所述的轴承组件为高碳铬钢轴承组件，碳含量O. 95 Wt0^l. 05wt%、铬含量O. 5wt%^l. 65 wt%0

　　3.根据权利要求I或2所述的一种高碳铬钢轴承组件组织与精度稳定化处理方法，其特征在于所述的轴承组件为GCrl5钢轴承组件、GCrl5SiMn钢轴承组件、GCrl8Mn钢轴承组件或GCrl5SiMo钢轴承组件。

　　全文摘要

　　本发明涉及一种轴承制造技术。一种高碳铬钢轴承组件组织与精度稳定化处理方法，其特征在于包括以下步骤(1)保护气氛淬火将轴承组件在保护气氛下加热至840℃～860℃，然后在70℃以下淬火油中冷却20～30分钟；(2)稳定化回火将淬火处理后轴承组件加热至100℃～150℃，保温1～2小时，空冷至室温；(3)低温与回火循环处理将稳定化回火处理后轴承组件在-20℃～-200℃范围内低温处理1～6小时，随低温处理容器升至室温后，间隔30分钟以内再进行100℃～200℃、保温0.5～1.5小时回火处理，循环低温与回火处理1～3次。本发明提升了轴承组件的组织和精度稳定性，提高了轴承组件的强度、耐磨性和冲击韧性。

　　文档编号C21D9/40GK102925658SQ201210437449

　　公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月6日 优先权日2012年11月6日

　　发明者华林, 钱东升, 韩星会, 秦训鹏 申请人:武汉理工大学