專利名稱：一種高碳鉻鋼軸承組件組織與精度穩定化處理方法

　　技術領域：

　　本發明涉及一種軸承制造技術，具體涉及一種高碳鉻鋼軸承組件組織與精度穩定化處理方法。

　　背景技術：

　　軸承是機械裝備的關鍵基礎零件，對機械裝備安全可靠運行至關重要。目前，國內制造的精密軸承，在采用與國外相同的原材料和加工設備條件下，軸承的初始加工精度已經能夠達到技術要求，但工作壽命普遍較短，無法與國外進口軸承相比，關鍵原因為軸承的核心承載組件套圈和滾動體內部組織不穩定，工作中受溫度和載荷作用，促使不穩定組織發生轉變，繼而引起尺寸變化，使軸承精度逐漸喪失，最終導致軸承無法正常工作。對于目前用量最多的碳含量O. 95 wt°/Tl· 05wt%、鉻含量O. 5 wt°/Tl· 65 wt%的高碳 鉻鋼軸承，上述問題更為顯著。對于高碳鉻鋼軸承組件，由于鉻元素含量高，淬火時馬氏體轉變溫度低，淬火后不穩定的殘余奧氏體含量高。因此，高碳鉻鋼軸承組件在工作中，更容易因為不穩定的殘奧氏體轉變引起尺寸精度變化。

　　發明內容

　　針對以上現狀，本發明的目的在于提供一種高碳鉻鋼軸承組件組織與精度穩定化處理方法，提升了軸承組件的組織和精度穩定性，提高了軸承組件的強度、耐磨性和沖擊韌性。為了實現上述目的，本發明的技術方案是一種高碳鉻鋼軸承組件組織與精度穩定化處理方法，包括以下步驟

　　(1)保護氣氛淬火為了減少軸承組件加熱時表面脫碳、氧化和淬火內應力，將軸承組件在保護氣氛下加熱至840°C 860°C，然后在70°C以下淬火油中冷卻20 30分鐘；

　　(2)穩定化回火將淬火處理后軸承組件加熱至100°C 150°C，保溫I 2小時，空冷至室溫，使淬火后的不穩定組織熱穩定化；

　　(3)低溫與回火循環處理將穩定化回火處理后軸承組件在-20°C -200°C范圍內低溫處理I 6小時，隨低溫處理容器升至室溫后，間隔30分鐘以內再進行100°C 200°C、保溫O. 5 I. 5小時回火處理，循環低溫與回火處理I 3次。步驟(I)所述的軸承組件為高碳鉻鋼軸承組件，碳含量O. 95 Wt0^l. 05wt%、鉻含量O. 5 wt%^l. 65 wt%0所述的軸承組件為GCrl5鋼軸承組件、GCrl5SiMn鋼軸承組件、GCrl8Mn鋼軸承組件或GCrl5SiMo鋼軸承組件(即所述的軸承組件為GCrl5鋼軸承套圈和滾動體、GCrl5SiMn鋼軸承套圈和滾動體、GCrl5SiMo鋼軸承套圈和滾動體，GCrl8Mo鋼軸承套圈和滾動體)。本發明的有益效果是通過對淬火后的高碳鉻鋼軸承組件進行溫度相互匹配的冷(低溫)、熱(回火)循環復合處理，促使不穩定組織產生熱穩定化效應，并使低溫下組織中的不穩定殘余奧氏體向馬氏體轉變，以及過飽和度馬氏體分解。本發明不僅提升了軸承組件的組織和精度穩定性，而且馬氏體分解后得到細化并析出大量微細彌散碳化物，提高了軸承組件的強度、耐磨性和沖擊韌性等機械性能。控制軸承組件工作過程中的組織和精度變化，保障軸承正常穩定工作。

　　圖I為本發明具體實施例GCrl5鋼軸承組件組織與精度穩定化處理工藝曲線圖。圖2為本發明具體實施例GCrl5SiMn鋼軸承組件組織與精度穩定化處理工藝曲線圖。

　　具體實施例方式為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的 內容不僅僅局限于下面的實施例。實施例I

　　如圖I所示，以應用最廣的GCrl5鋼軸承為例，其組件組織和精度穩定化處理方法，按如下步驟實現

　　(I)保護氣氛淬火將GCrl5鋼軸承組件在保護氣氛加熱爐中加熱至850±10°C，放入60 °C淬火油中冷卻30分鐘。(2)穩定化回火將淬火處理后GCrl5鋼軸承組件加熱至130±10°C，保溫2小時，

　　空冷至室溫。(3)低溫與回火循環處理將穩定化回火處理后的GCrl5鋼軸承組件在_190°C低溫處理4小時，隨低溫處理容器升至室溫后，立即進行160±10°C、保溫I小時回火處理。對按上述方法處理后的GCrl5鋼軸承組件進行殘余奧氏體含量測定，以及抗彎強度、沖擊和磨損試驗測試。經穩定化處理后的GCrl5鋼軸承組件與常規熱處理后的軸承組件組織性能測試結果比較如表I。表I GCr 15鋼軸承組件組織與性能測試結果

　　雨號I檢測項目 I指標I單位I常規熱處理 I穩定化處理(本發明)

　　I_X射線衍射殘余奧氏體 ％_IOJ_^_6_

　　2~抗彎試驗—抗彎強度 MPa 17201910—

　　3_耐磨性失重量_mg_17. 4_6^2_

　　~ I沖擊試驗 I沖擊韌性 |j/cm2 |24丨28

　　實施例2

　　如圖2所示，以另一種常用的GCrl5SiMn鋼軸承為例，其組件組織和精度穩定化處理方法，按如下步驟實現

　　(I)保護氣氛淬火將GCrl5SiMn鋼軸承組件在保護氣氛加熱爐中加熱至850±10°C，放入60°C淬火油中冷卻30分鐘。(2)穩定化回火將淬火處理后GCrl5SiMn鋼軸承組件加熱至140±10°C，保溫2

　　小時，空冷至室溫。(3 )低溫與回火循環處理將穩定化回火處理后的GCr 15 S iMn鋼軸承組件在-130°C低溫處理6小時，隨低溫處理容器升至室溫后，立即進行170±10°C、保溫I. 5小時回火處理。

　　對按上述方法處理后的GCrl5SiMn鋼軸承組件進行殘余奧氏體含量測定，以及抗彎強度、沖擊和磨損試驗測試。經穩定化處理后的GCrl5SiMn鋼軸承組件與常規熱處理后的軸承組件組織性能測試結果比較如表2。表2 GCrl5SiMn鋼軸承組件組織與性能測試結果

　　權利要求

　　1.一種高碳鉻鋼軸承組件組織與精度穩定化處理方法，其特征在于包括以下步驟 (1)保護氣氛淬火將軸承組件在保護氣氛下加熱至840°C 860°C，然后在70°C以下淬火油中冷卻20 30分鐘； (2)穩定化回火將淬火處理后軸承組件加熱至100°C 150°C，保溫I 2小時，空冷至室溫； (3)低溫與回火循環處理將穩定化回火處理后軸承組件在-20°C -200°C范圍內低溫處理I 6小時，隨低溫處理容器升至室溫后，間隔30分鐘以內再進行100°C 200°C、保溫O. 5 I. 5小時回火處理，循環低溫與回火處理I 3次。

　　2.根據權利要求I所述的一種高碳鉻鋼軸承組件組織與精度穩定化處理方法，其特征在于步驟(I)所述的軸承組件為高碳鉻鋼軸承組件，碳含量O. 95 Wt0^l. 05wt%、鉻含量O. 5wt%^l. 65 wt%0

　　3.根據權利要求I或2所述的一種高碳鉻鋼軸承組件組織與精度穩定化處理方法，其特征在于所述的軸承組件為GCrl5鋼軸承組件、GCrl5SiMn鋼軸承組件、GCrl8Mn鋼軸承組件或GCrl5SiMo鋼軸承組件。

　　全文摘要

　　本發明涉及一種軸承制造技術。一種高碳鉻鋼軸承組件組織與精度穩定化處理方法，其特征在于包括以下步驟(1)保護氣氛淬火將軸承組件在保護氣氛下加熱至840℃～860℃，然后在70℃以下淬火油中冷卻20～30分鐘；(2)穩定化回火將淬火處理后軸承組件加熱至100℃～150℃，保溫1～2小時，空冷至室溫；(3)低溫與回火循環處理將穩定化回火處理后軸承組件在-20℃～-200℃范圍內低溫處理1～6小時，隨低溫處理容器升至室溫后，間隔30分鐘以內再進行100℃～200℃、保溫0.5～1.5小時回火處理，循環低溫與回火處理1～3次。本發明提升了軸承組件的組織和精度穩定性，提高了軸承組件的強度、耐磨性和沖擊韌性。

　　文檔編號C21D9/40GK102925658SQ201210437449

　　公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月6日 優先權日2012年11月6日

　　發明者華林, 錢東升, 韓星會, 秦訓鵬 申請人:武漢理工大學