CN100345983C - 高碳铬轴承套圈长寿命热处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高碳铬(GCr15)轴承套圈表面碳氮共渗处理工艺。将高碳铬(GCr15)轴承套圈在碳势1.0～1.5，氮势2～6%，温度810～830℃的热处理炉中保温1.5～3小时，随后淬火，在150～180℃下回火1.5～4小时。本发明提高轴承套圈残余奥氏体含量，表面呈残余压应力状态，从而能大幅度地延长轴承的使用寿命。

Description

高碳铬轴承套圈长寿命热处理工艺
技术领域
本发明涉及一种轴承表面化学热处理工艺，尤其涉及一种高碳铬(GCr15)轴承套圈进行表面碳氮共渗处理工艺。
背景技术
在同样材料的条件下，为了提高性能，一般要对产品的关键零件进行表面处理，以提高整个产品的使用寿命，常规的高碳铬(GCr15)轴承套圈的热处理方法是加热至820～860℃下保温，随后淬火，在150～180℃下回火1.5～4小时。按照这种热处理工艺，轴承套圈残余奥氏体含量在7～12％，表面呈拉应力状态。由于轴承在使用过程中，承受的载荷非常大，加之使用工况又十分恶劣(如汽车变速器中)，因此会出现轴承严重失效，造成不可预想的事故。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的残余奥氏体含量比较低和表面呈残余拉应力状态等不足，从而提供一种提高残余奥氏体含量，表面呈残余压应力的高碳铬(GCr15)轴承套圈长寿命热处理工艺。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种高碳铬(GCr15)轴承长寿命热处理工艺，将高碳铬(GCr15)轴承套圈在热处理炉中加热保温，随后淬火，在150～180℃下回火1.5～4小时，其特征是：GCr15轴承套圈在碳势1.0～1.5，氮势体积比2～6％，温度810～830℃的热处理炉中保温1.5～3小时。这里的碳势是指在一定温度下热处理气氛与钢中含碳量到达平衡，此时钢的含碳量就是气氛的碳势。由于GCr15钢含碳量为0.95～1.05％，碳势控制在1.0～1.5相当于气氛的含碳量略高于GCr15钢。氮势体积比2～6％，是由于注入热处理炉中的气氛成分比较多，有：CH3OH、NH3等，因此上述氮势体积比2～6％，是指通入NH3流量占所有通入气氛的2～6％。
本发明的上述技术问题还可以进一步完善，作为优选，热处理炉的温度是820℃。
作为优选，热处理炉中保温时间2.0-2.5小时。
因此，本发明有益效果是：其在高浓度碳氮气氛中，较低的温度下，使已经具有非常高的含碳量的轴承(GCr15)再提高碳含量以及大幅提高氮含量，以获得表面较高的残余奥氏体含量和表面残余压应力，这样就减缓了轴承内部裂纹的扩展，抵消了外部应力对轴承滚动体接触表面的作用，从而能大幅度提高轴承的使用寿命，使轴承表面残余奥氏体量达到25％～35％，获得表面残余压应力200～500Mpa，轴承强化疲劳寿命试验(试验载荷为45％的额定动载荷)大于8L10，(L10为87小时)可靠度大于99.5％的效果。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
对对型号为6305X2轴承(额定动载荷为24.8KN、极限转速为12000rpm)按如下工艺试验后，检测和试验数据如下：
①工艺一：810～815℃保温1.5～2.5小时后淬火，180℃回火3小时。经检测和试验后，表面残余奥氏体含量25～30％，表面应力为200～300Mpa压应力；强化疲劳寿命试验后，试验轴承的最小寿命为L10t755小时，大于8L10，共试验轴承8套，可靠度大于99.5％。
L10t指轴承试验的实际时间。
②工艺二：815～820℃保温2～3小时后淬火，180℃回火3小时。经检测和试验后，表面残余奥氏体含量25～35％，表面应力为200～400Mpa压应力；强化疲劳寿命试验后，试验轴承的最小寿命为L10t793小时，大于9L10，共试验轴承8套，可靠度大于99.5％。
③工艺三：820～830℃保温1.5～2.5小时后淬火，180℃回火3小时。经检测和试验后，表面残余奥氏体含量30～35％，表面应力为200～400Mpa压应力；强化疲劳寿命试验后，试验轴承的最小寿命为L10t770小时，大于8L10，可靠度为99.5％。
以上试验轴承的检测均根据轴承机械行业标准JB/T1255-2001、JB/T50013-2000进行，轴承强化疲劳试验按标准JB/T50013-2000要求进行，上述试验结果均满足机械行业标准50093-1997规定要求：试验寿命L10t大于L10，可靠度大于90％。

Claims (1)

1.一种高碳铬轴承套圈长寿命热处理工艺，GCr15轴承套圈在温度810～830℃，碳势1.0～1.5的热处理炉加热，随后淬火和回火，其特征是：在热处理炉中加热保温时间是1.5～3小时，氮势体积比为总通气量的2～6％；在150～180℃下回火1.5～4小时。
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