CN1005066B - 轴承钢工件综合强化工艺 - Google Patents
轴承钢工件综合强化工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1005066B CN1005066B CN85109155.5A CN85109155A CN1005066B CN 1005066 B CN1005066 B CN 1005066B CN 85109155 A CN85109155 A CN 85109155A CN 1005066 B CN1005066 B CN 1005066B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- treatment
- bearing steel
- hours
- time
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 18
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 title claims abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 14
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 11
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical group CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000005256 carbonitriding Methods 0.000 claims description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 abstract description 4
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 3
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000002929 anti-fatigue Effects 0.000 description 2
- 238000005279 austempering Methods 0.000 description 2
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001055 chewing effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N oxalonitrile Chemical compound N#CC#N JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000010729 system oil Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
本发明属于轴承钢的热处理。用预处理匀细化钢件整体，用离子氮碳共渗的中间处理为强化表面准备成份条件，用最终处理获得表面层为高氮、碳浓度的回火马氏体及高度匀细化的整体组织达到综合强韧化。与现有方法相比，取消了球化退火和冷处理工序，钢件能在高达２４０～３００℃下保持高硬度（＞ＨＲＣ６１）和耐磨性而无脆性剥落并显著提高了抗疲劳性能。本发明处理的轴承钢制船用喷油嘴的使用寿命已超过了国际名牌Ｓｕｌｚｅｒ ＲＬＢ型组合式喷油嘴规定的指标。
Description
本发明属于热处理，更具体地说是用于轴承钢工件强化的热处理工艺。
通常对轴承钢工件进行热处理的方法是：以球化退火为预处理，以淬火、冷处理、回火和时效为最终处理（见机械工业出版社1978年10月出版的《热处理手册》第二册和上海科学技术文献出版社1983年10月出版的《轴承钢的组织与性能》）。此种方法中的球化退火因不能改善奥氏体晶粒遗传和粗大的、断续的网状碳化物，从而不能为后续热处理准备好细密的组织条件。淬火、冷处理和回火虽能使工件硬度≥HRC60，但既不能完全消除工件的残余应力，且其服役条件也不能超过200℃，否则，其硬度将不能维持，耐磨性也将下降。如在200～260℃的温度下工作时，残余奥氏体将会迅速转变，直至全部无存;马氏体也全部分解为回火马氏体。这些组织变化无疑会导致工件胀缩变形，冷处理的作用丧失，同时现有工艺在工件表面形成的残余拉应力会使工件形成显微裂纹和扩展，从而使其抗疲劳性能低下，耐磨性也差。例如，用现有的方法处理的轴承钢制船用43/82型喷油咀的寿命仅为2000小时。
为提高轴承钢工件的强韧性有单纯采用所谓双细化工艺者，即高温奥氏体化加下贝氏体等温淬火，再进行高温回火，继之进行淬火、回火处理（见《金属热处理》1983.3.P15～18）。这种热处理方法依然没有解决淬火后表面的残余拉应力和超过200℃服役时的硬度降低问题。即回火抗力不高。
为提高表面硬度和回火抗力有对GCr15制油咀采用高浓度气体碳氮共渗（见《金属热处理》1983.10 P41～46）后再进行淬火、回火的最终处理，但这种方法没有解决心部强韧化问题，且有在长时间使用后高浓度碳氮化物剥落问题。
本发明的目的是：提高其服役温度、抗疲劳、耐磨损和整体强韧化。从而扩大了工件应用范围并提高使用寿命。
本发明的技术方案是：1）取消球化退火的预处理，采取新的预处理即在AC1+200℃的高温下使轴承钢坯件奥氏体化，继之以下贝氏体等温淬火和高温回火。以此来达到为后续处理准备细密的组织条件，即消除坯件的原始奥氏体遗传和粗大的、断续的网状碳化物，从本质上奠定提高强韧性和使用寿命的基础，同时也改善了切削加工性。
2）对上述处理后并完成机加工和半精加工的工件进行离子氮碳共渗的中间处理，使表面获得一层具有含合适的氮浓度和碳浓度高于心部的渗层，以此来改变工件表面的化学成份，保证通过最终处理时在工件表面形成残余压应力，即从根本上阻止显微裂纹的形成和扩展，从而提高疲劳抗力和耐磨性。同时赋与工件表面以较高的回火抗力，以满足更高的服役温度，并长期使用不出现脆性剥落。
3）工件经中间处理进入最终处理时，淬火后不再进行冷处理，而是直接通过提高回火温度和缩短时效时间来完成。即将经前述离子氮碳共渗的工件加热到淬火温度后，继之进行分级淬火，和高于现有工艺40～120℃的短时回火;当工件经精加工后再进行低温短时时效。以消除精加工应力。
此工艺的预处理，中间处理和最终处理是有机结合来提高轴承钢制件寿命的一整套综合强韧化工艺。
本发明的具体实施例：用轴承钢G Cr15制43/82型油咀体为例。1）将原料或锻件加热至1050±5℃、保温、淬入280～300℃盐浴中等温3小时。空冷、清洗后进行720～740℃高温回火2小时，为后续处理准备组织条件并改善切削加工性，硬度HB207～229.2）中间处理：钢件经预处理后、再经机加工、留单面磨量0.03～0.05mm，在气氛为99.9%氨;96.5%丙酮＝10/1，气压8～10托（形状简单件）。15～20托（形状复杂多孔件），温度580～600℃，电压800～840V，电流密度≈1.4mA/cm2（简单件）。≤1.3mA/cm2（复杂多孔件）进行离子氮碳共渗4小时。获得白亮层8～15微米。扩散层0.18～0.25毫米的渗层深度。3）最终处理：将经前述处理的钢件加热至830～860℃，保温，淬入160℃硝盐中分级级停留5分钟（简单件）或10分钟（多孔复杂件）。空冷后进行240～300℃回火2小时，可得硬度≥HRC61，钢件精加工后进行120～130℃时效2小时。本发明适用于≤300℃温度条件工作的精密偶件如喷油咀，油泵、轴承、工模具和高强度机械零件，摩擦付等。
本发明与现有技术相比的优点如下：
1.回火抗力高。在较高的工作温度下能保持高硬度，见表1。
2.本发明处理的磨损试样的耐磨性能高。
试验条件：M200型磨损试验机，压力10kg，转速200转/分钟，时间2小时，纯滑动、干摩擦。
数据见表2。
表2
3.本发明处理的船用喷油咀使用寿命长，见表3。
4.处理周期较短，对比见表4。
Claims (11)
1、一种轴承钢工件的综合强化热处理方法，其特征是：在预处理和最终处理间增加了低温离子碳氮共渗的中间处理。
2、按照权利要求1所述的热处理方法，其特征是：所说的预处理包括如下步骤：
（1）、工件加热、保温的温度为1050±5℃，
（2）、等温淬火的温度为280～300℃，时间为3小时，
（3）、高温回火温度为720～740℃，时间为2小时。
3、按照权利要求1所述的热处理方法，其特征是：所说的低温离子碳氮共渗中间处理条件如下：气氛为丙酮/氨＝1/10，温度为580～600℃，气压为8～10托（简单件），15～20托（有孔复杂件），电压为800～840V，电流密度≤1.3mAcm2，时间为4小时。
4、按照权利要求1所述的热处理方法，其特征是：所说的最终处理包括如下步骤：
（1）、淬火加热保温温度为830～860℃，
（2）、分级淬火温度为160±5℃，时间为5～10分钟，
（3）、回火温度为240～300℃，时间为2小时，
（4）、时效温度为120～130℃，时间为2小时。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN85109155.5A CN1005066B (zh) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | 轴承钢工件综合强化工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN85109155.5A CN1005066B (zh) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | 轴承钢工件综合强化工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN85109155A CN85109155A (zh) | 1987-06-24 |
| CN1005066B true CN1005066B (zh) | 1989-08-30 |
Family
ID=4796256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN85109155.5A Expired CN1005066B (zh) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | 轴承钢工件综合强化工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1005066B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100497708C (zh) * | 2006-05-26 | 2009-06-10 | 中国科学院金属研究所 | 一种低合金超高强度钢及其热处理工艺 |
| CN101235847B (zh) * | 2008-02-20 | 2010-04-21 | 宁波恒力汽配轴承有限公司 | 一种直线滚动滑块及其制造方法 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105039901B (zh) * | 2015-06-29 | 2017-10-24 | 三环集团有限公司 | 一种碳氮共渗轴承零件及制备方法和具有该零件的球轴承 |
| CN105177267A (zh) * | 2015-11-09 | 2015-12-23 | 江苏利普机械有限公司 | 一种异形锻件的热处理方法 |
| CN105506235A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-04-20 | 常熟市常轴轴承有限公司 | 一种高碳铬轴承钢轴承套圈的热处理工艺 |
| CN109778109B (zh) * | 2019-03-26 | 2020-12-08 | 成都天马精密机械有限公司 | 一种解决碳氮共渗质量不合格的方法 |
| CN112609063B (zh) * | 2020-12-07 | 2022-11-01 | 江苏力星通用钢球股份有限公司 | 高精度长寿命无异音轴承滚动体热处理加工工艺 |
| CN114535944B (zh) * | 2021-12-15 | 2022-11-29 | 河北工业职业技术学院 | 一种短流程贝氏体热作模具及其制备方法 |
| CN114737149A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-07-12 | 苏州特兴哲金属制品有限公司 | GCr15轴承碳氮共渗表面改性方法 |
-
1985
- 1985-12-19 CN CN85109155.5A patent/CN1005066B/zh not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100497708C (zh) * | 2006-05-26 | 2009-06-10 | 中国科学院金属研究所 | 一种低合金超高强度钢及其热处理工艺 |
| CN101235847B (zh) * | 2008-02-20 | 2010-04-21 | 宁波恒力汽配轴承有限公司 | 一种直线滚动滑块及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN85109155A (zh) | 1987-06-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110423955A (zh) | 表层超硬化型超高强度耐热齿轮轴承钢及制备方法 | |
| JPH06341441A (ja) | 転がり軸受 | |
| CN104152916A (zh) | 热冲压专用超高热导率耐磨模具钢热处理和等离子氮碳共渗表面处理工艺方法 | |
| CN1005066B (zh) | 轴承钢工件综合强化工艺 | |
| CN106011739B (zh) | 具有高耐磨性的内燃机挺柱及其制造方法 | |
| CN109266964A (zh) | 一种钢锻件生产加工工艺 | |
| CN104178771A (zh) | 热冲压用模具钢sdcm1热处理及表面处理方法 | |
| CN113862561A (zh) | 一种长寿命高碳轴承钢管材及其制备方法和应用 | |
| JPH07190072A (ja) | 転がり軸受の熱処理方法 | |
| JPS6043431B2 (ja) | 軽荷重用窒化機械部品の製造法 | |
| JPH0156124B2 (zh) | ||
| JPS62199718A (ja) | 機械構造用鋼の圧延材直接軟質化法 | |
| CN101619412A (zh) | 一种本征无网状二次渗碳体钢及其应用方法 | |
| US6235128B1 (en) | Carbon and alloy steels thermochemical treatments | |
| US2260249A (en) | Case carburizing | |
| JPH0254739A (ja) | 加工性に優れ、かつ球状化焼鈍処理を簡略化または省略可能な軸受用鋼 | |
| CN115404390A (zh) | 一种稀土微合金化高温渗碳轴承钢及其制备方法 | |
| EP0020357A4 (en) | BAINITE STEEL ALLOY ITEM. | |
| CN1004762B (zh) | 深层可控离子渗氮法 | |
| JPS62205245A (ja) | 熱間鍛造用非調質鋼 | |
| CN112695269B (zh) | 一种18Cr2Ni4WA工件的热处理工艺 | |
| SU1439133A1 (ru) | Способ термической обработки конструкционной стали | |
| JPS626612B2 (zh) | ||
| SU812835A1 (ru) | Способ обработки деталей | |
| CN115558884B (zh) | 一种消除超级马氏体不锈钢淬火残余应力并提高表面硬度的热处理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C13 | Decision | ||
| GR02 | Examined patent application | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |