CN101660165A - G20CrNi2MoA钢代替G20Cr2Ni4A钢制造轴承滚子的热处理工艺 - Google Patents
G20CrNi2MoA钢代替G20Cr2Ni4A钢制造轴承滚子的热处理工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于轴承制造技术领域，涉及G20CrNi2MoA钢代替G20Cr2Ni4A钢制造轴承滚子的热处理工艺；对直径10mm～110mm的G20CrNi2MoA钢制渗碳钢滚子按直径大小依次采用淬火油、聚乙烯醇水溶液、碱水溶液淬火介质进行冷却，渗碳后采用600℃×5h高温回火。用G20CrNi2MoA替代G20Cr2Ni4A、G15CrNi4MoA钢制造大尺寸渗碳轴承滚子不仅可以满足使用性能要求，而且可以提高工艺性能，缩短加工周期，降低加工费用，同时节约了大量贵重合金元素Cr、Ni、减少了材料费用，具有较大的经济效益和推广应用价值。
Description
技术领域
本发明属于轴承制造技术领域，主要涉及G20CrNi2MoA钢代替G20Cr2Ni4A钢制造轴承滚子的热处理工艺。
背景技术
一直以来我国大型、特大型轧机轴承滚子大多数是用G20Cr2Ni4A钢制造的，世界上一些国家选用与之类似的钢种如G15CrNi4MoA等制造尺寸较大的轴承滚子，这主要是由于G20Cr2Ni4A钢淬透性较好，其临界直径上、下限为90～550mm，轴承行业渗碳热处理淬火时，一般用淬火油冷却，淬火油冷却能力较低，对G20Cr2Ni4A、G15CrNi4MoA钢制轴承滚子可以淬硬。G20Cr2Ni4A钢含有较高的贵重合金元素Cr、Ni，其价格也较高，在资源日益匮乏当今节约资源已迫在眉睫，且采用G20Cr2Ni4A钢制造轴承滚子的热处理工艺加工周期较长。由此，采用一种价格较G20Cr2Ni4A钢低廉的材料代替G20Cr2Ni4A钢制造轴承滚子，是十分必要的。
发明内容
本发明涉及用G20CrNi2MoA钢代替G20Cr2Ni4A钢制造轴承滚子，G20CrNi2MoA钢比G20Cr2Ni4A钢含贵重合金元素Cr、Ni少，其价格较低，用G20CrNi2MoA钢代替G20Cr2Ni4A钢制造轴承滚子可节约材料费用和热处理费用，而G20CrNi2MoA钢淬透性较差，其临界直径上、下限为18～80mm，由此，本发明的目的即是提出用G20CrNi2MoA钢代替G20Cr2Ni4A钢制造轴承滚子的热处理工艺。
本发明采用的热处理工艺为：采用G20CrNi2MoA钢制造轴承滚子，按所制造滚子直径的大小依次采用不同冷却能力的淬火介质进行冷却及热处理；对直径10mm～110mm的G20CrNi2MoA钢制渗碳钢滚子按直径大小依次采用淬火油、聚乙烯醇水溶液、碱水溶液淬火介质进行冷却，确定淬火工艺为：直径小于
的滚子采用油淬火冷却，直径
的滚子采用聚乙烯醇水溶液淬火冷却，直径
的滚子采用10％碱水溶液淬火冷却，渗碳后采用600℃×5h高温回火；其余淬火工艺参数与同型号G20Cr2Ni4A钢制轴承滚子相同，以保证G20CrNi2MoA钢制造的渗碳钢轴承滚子的淬火质量，轴承零件淬火冷却时，若冷却速度较快，则变形和开裂倾向增大，但渗碳钢轴承滚动体形状比较简单，淬火时变形极小，渗碳后淬火时，表面处于压应力状态，裂纹敏感性降低，不产生淬火裂纹。满足使用要求并节约了材料费用和缩短了加工周期，节约了热处理加工费用。具有较大的经济效益。
G20CrNi2MoA钢比G20Cr2Ni4A钢含有较低的合金元素，伸长率较高，抗拉强度较低，断面收缩率和冲击韧度相当，该两种钢制轴承零件均要求渗碳淬火，渗碳淬火技术要求除渗碳硬化层深度因零件而异外，其余各项要求基本相同，G20CrNi2MoA钢锻造、冲压、车削和磨削性能优于G20Cr2Ni4A钢，渗碳速度比G20Cr2Ni4A钢快20％左右。G20CrNi2MoA钢渗碳时，表面碳浓度易于控制，渗层粗大碳化物100％合格，G20Cr2Ni4A钢渗碳时，表面碳浓度不易控制，渗层粗大碳化物有时超过要求。为此采用G20CrNi2MoA钢替代G20Cr2Ni4A钢制造渗碳钢轴承滚子，淬火时应采用比淬火油冷却能力强的淬火介质，通过对水基有机物淬火冷却介质、水、水基无机物淬火冷却介质的冷却能力、冷却特性、同等冷却能力下的防淬火开裂能力、防腐性、防锈性等分析，对直径10mm～110mm的G20CrNi2MoA钢制渗碳钢滚子按直径大小依次采用淬火油、聚乙烯醇水溶液、碱水溶液淬火介质进行冷却，G20CrNi2MoA钢制造轴承滚子渗碳后采用600℃×5h高温回火，而G20Cr2Ni4A钢需600℃×12h高温回火后需再650℃×12h高温回火，G20CrNi2MoA钢热处理工艺性能明显优于G20Cr2Ni4A钢。
用G20CrNi2MoA钢替代G20Cr2Ni4A钢制造渗碳钢轴承滚子具有以下优点：
1.G20CrNi2MoA钢渗碳时不易产生粗大碳化物，渗碳过程易于控制，渗碳质量检查合格；
2.G20CrNi2MoA钢渗碳后采用600℃×10h回火，缩短了高温回火时间，提高了高温回火组织合格率，节约了高温回火费用，降低了回火成本；
3.根据滚子尺寸不同采用不同的淬火介质进行淬火冷却，可以保证滚子的淬火质量；
4.采用聚乙烯醇水溶液和10％碱水溶液淬火，淬火成本较低，无毒，不燃烧，使用安全，管理方便，淬火时无油烟，工件表面干净，符合清洁热处理要求；
5.用G20CrNi2MoA替代G20Cr2Ni4A、G15CrNi4MoA钢制造大尺寸渗碳轴承滚子不仅可以满足使用性能要求，而且可以提高工艺性能，缩短加工周期，降低加工费用，同时节约了大量贵重合金元素Cr、Ni、减少了材料费用，具有较大的经济效益和推广应用价值。
具体实施方式
结合具体实施例对本发明加以说明，但不构成对本发明的任何限制：
以下给出的实施例将对本发明进一步详细说明。
实施例的工艺流程包括：渗碳---一次淬火---清洗---高温回火---二次淬火---清洗---回火。具体为：
a、滚子装入渗碳料架上；
b、将装入滚子的渗碳料架放入渗碳炉内，渗碳温度设定为930℃±10℃，仪表指示温度到800℃时开启碳控仪，碳势设定为1.0％，供给渗碳剂，24小时取过程试样化验，根据化验结果进行调整，48小时后碳控仪设定为0.80％进行扩散，以后每日根据化验结果决定是否对碳控仪进行调整，当化验结果达到工艺要求时，降温至890℃，保温2小时后出炉油冷，之后进行清洗；
c、高温回火温度600℃，时间10h；
d、滚子装入淬火料架上；
e、将装入滚子的淬火料架放入淬火炉内淬火加热800～820℃，保温时间根据滚子尺寸确定；根据滚子尺寸淬入不同的淬火介质中冷却，即直径小于￠17mm的滚子采用油淬火冷却，直径￠17～60mm的滚子采用聚乙烯醇水溶液淬火冷却，直径￠60～110mm的滚子采用10％碱水溶液淬火冷却；
f、低温回火温度160℃，时间12h。
实施例1
77188轴承滚子
a、滚子装入渗碳料架上；
b、将装入滚子的渗碳料架放入渗碳炉内，渗碳温度设定为930℃，仪表指示温度到800℃时开启碳控仪，碳势设定为1.0％，供给渗碳剂，24小时取过程试样化验，根据化验结果进行调整，48小时后碳控仪设定为0.80％进行扩散，以后每日根据化验结果决定是否对碳控仪进行调整，当化验结果达到工艺要求时，降温至890℃，保温2小时后出炉油冷，之后进行清洗；
c、高温回火温度600℃，时间10h；
d、滚子装入淬火料架上；
e、将装入滚子的淬火料架放入淬火炉内淬火加热805℃，保温95min；根据滚子尺寸淬入聚乙烯醇水溶液淬火介质中冷却，之后清洗；
f、低温回火温度160℃，时间12h。
实施例2
10777/600轴承滚子
a、滚子装入渗碳料架上，
b、将装入滚子的渗碳料架放入渗碳炉内，渗碳温度设定为930℃，仪表指示温度到800℃时开启碳控仪，碳势设定为1.0％，供给渗碳剂，24小时取过程试样化验，根据化验结果进行调整，48小时后碳控仪设定为0.80％进行扩散，以后每日根据化验结果决定是否对碳控仪进行调整，当化验结果达到工艺要求时，降温至890℃，保温2小时后出炉油冷，之后进行清洗；
c、高温回火温度600℃，时间10h；
d、滚子装入淬火料架上；
e、将装入滚子的淬火料架放入淬火炉内淬火加热810℃，保温140min；根据滚子尺寸淬入10％碱水淬火介质中冷却，之后清洗；
f、低温回火温度160℃，时间12h。
Claims (1)
1、G20CrNi2MoA钢代替G20Cr2Ni4A钢制造轴承滚子的热处理工艺，其特征在于：采用G20CrNi2MoA钢制造轴承滚子，按所制造滚子直径的大小依次采用不同冷却能力的淬火介质进行冷却及热处理；对直径10mm～110mm的G20CrNi2MoA钢制渗碳钢滚子按直径大小依次采用淬火油、聚乙烯醇水溶液、碱水溶液淬火介质进行冷却，确定淬火工艺为：直径小于的滚子采用油淬火冷却，直径的滚子采用聚乙烯醇水溶液淬火冷却，直径
的滚子采用10％碱水溶液淬火冷却，渗碳后采用600℃×10h高温回火；其具体工艺过程为：
a、滚子装入渗碳料架上；
b、将装入滚子的渗碳料架放入渗碳炉内，渗碳温度设定为930℃±10℃，仪表指示温度到800℃时开启碳控仪，碳势设定为1.0％，供给渗碳剂，24小时取过程试样化验，根据化验结果进行调整，48小时后碳控仪设定为0.80％进行扩散，以后每日根据化验结果决定是否对碳控仪进行调整，当化验结果达到工艺要求时，降温至890℃，保温2小时后出炉油冷，之后进行清洗；
c、高温回火温度600℃，时间10h；
d、滚子装入淬火料架上；
e、将装入滚子的淬火料架放入淬火炉内淬火加热800～820℃，保温时间根据滚子尺寸确定；根据滚子尺寸淬入不同的淬火介质中冷却，即直径小于￠17mm的滚子采用油淬火冷却，直径￠17～60mm的滚子采用聚乙烯醇水溶液淬火冷却，直径￠60～110mm的滚子采用10％碱水溶液淬火冷却；
f、低温回火温度160℃，时间12h。
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