CN102994939B - 一种用于轴承保持器热处理的真空脉冲氮化工艺 - Google Patents

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Abstract

一种用于轴承保持器热处理的真空脉冲氮化工艺,工艺过程是：将轴承保持器装入井式真空脉冲氮化炉，密封炉口，炉内升温至300℃后充入氨气，升温至450～455℃，保温30～35分钟；再升温至550℃，向炉内充入氨气和二氧化碳气体，至炉内气压0.02Mpa，保压1分～1分5秒，然后抽真空至-0.04Mpa，再升温至565℃。如此反复循环充气、抽气，持续105～110分钟脉冲时间。然后切断电源，关闭二氧化碳气瓶，打开出气阀，开动鼓风机排气降温至195℃。关闭氨气瓶、关闭炉顶进气阀，再抽真空，放入空气，反复三次，置换炉内空气。最后打开炉口，取出工件。本发明工艺参数选择合理，操作方便，安全。经过处理的轴承保持器硬度高、耐磨性好、强度高，使用寿命长。

Description

一种用于轴承保持器热处理的真空脉冲氮化工艺
技术领域
本发明涉及轴承加工工艺，尤其涉及轴承保持器的热处理工艺。
背景技术
轴承是机械设备必不可少的通用化标准化零部件，应用范围广泛，生产厂家众多。轴承保持器是轴承的重要组成零件，社会需求量巨大。轴承保持器与钢球配套，装在轴承圈内，由于随时保持与钢球接触摩擦，对材质的机械性能有较高的要求。一般加工轴承保持器时，都要经过热处理工艺，提高产品表面的强度和硬度，增强耐磨性。热处理方式有气体热处理和化学热处理等，一般经过磷化热处理后，产品硬度达到300HV～350HV，虽然耐蚀性有所提高，但分布不均匀，强度难以提高，配套性能和使用寿命受到限制。
发明内容
本发明的目的，就是提供一种用于轴承保持器的热处理工艺，工艺过程紧凑衔接，工艺参数合理有效，操作方便安全，能够提高产品的强度和耐磨性，优化配套性能，延长使用寿命，提高经济效益。
本发明的任务是这样完成的：研究设计一种用于轴承保持器热处理的真空脉冲氮化工艺，以井式真空脉冲氮化炉为热处理设备，以氨气瓶、氨气减压表、二氧化碳气瓶、二氧化碳气压表、流量计、真空泵、电磁阀、压力表、鼓风机、温度继电器为辅助装置，经过装炉、升温、充气、保温脉冲、降温、出炉各个阶段工艺过程的特定温度、压力、时间的工艺条件下，对轴承保持器工件进行真空脉冲氮化热处理。装炉阶段的工艺过程是：将轴承保持器装在工件筐中，将工件筐装入井式真空脉冲氮化炉内，盖上炉盖密封。工艺过程是：开启电源使井式真空脉冲氮化炉内升温，至180～220℃时，启动真空泵抽负压，检查炉内是否漏气，压紧炉盖，由温度继电器控制继续升温至300℃时，进入充气阶段。充气阶段的工艺过程是：井式真空脉冲氮化炉内温度达到300℃时，开启氨气瓶向炉内充氨气，充气速率为300～600L/h，炉内继续升温至450～455℃时，保持炉内恒温30～35分钟，然后将井式真空脉冲氮化炉的上热电耦数显表设定温度为570℃、下热电耦数显表设定温度为530℃，升温至550℃，进入保温脉冲阶段。保温脉冲阶段的工艺过程是：控制氨气流量为2400～2600L/h，同时充入二氧化碳气体，控制流量为500～600L/h，向炉内充气至压力表显示炉内气压为0.02Mpa后，减少充气量，设定保压1分～1分5秒，然后停止充气，开动真空泵向外抽气，至压力表显示炉内气压-0.04Mpa，将上热电耦数显表设定温度为585±2℃、下热电耦数显表设定温度为545±2℃，继续升温到炉内温度为565～570℃，由电磁阀自动控制上述充气、保压、抽气过程，反复循环，持续脉冲时间设定为105～110分钟，然后进入降温阶段。降温阶段的工艺过程是：切 断加热电源，关闭二氧化碳气瓶，氨气充气速率降至200～400L/h，将井式真空脉冲氮化炉顶部的出气阀打开，连接排气管伸入水中排气，保持炉内的正压，同时开动鼓风机降温至195℃，进入出炉阶段。出炉阶段的工艺过程是：炉内温度降至190～195℃时，先关闭氨气瓶，再关闭井式真空脉冲氮化炉的进气阀，然后启动真空泵抽真空，炉内气压为-0.02Mpa，打开阀门向炉内放入新鲜空气，置换炉内空气，连续三次循环抽真空、换空气，最后松开炉盖，打开炉口，取出装有轴承保持器的工件筐。使用时，井式真空脉冲氮化炉设置在地面之下，炉顶露出地面，氨气瓶、二氧化碳气瓶、水循环真空泵等主要配套设备以及各计量仪器、仪表设置在周围地面上，通过通气管道连通氮化炉，通过电气系统对各电气部件进行控制，对各仪器仪表进行监视和操作。全部热处理过程完成之后，从井式真空脉冲氮化炉的炉口中取出轴承保持器成品，再放入装有待处理工件的工件筐，放入井式真空脉冲氮化炉内，开始下一批工件的热处理工艺过程。
按照上述技术方案进行实施，试验，证明本发明的工艺参数选择合理、有效，各个阶段的工艺过程衔接配套，操作方便，使用安全，经过处理的轴承保持器产品配套性能好、强度高、耐磨性强、使用寿命长，减少了维修费用，提高了效益，较好地达到了预定的目的。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式加以说明。
采用功率为65KW的井式真空脉冲氮化炉,设置在地下井内，炉口位于炉顶位置。装炉阶段是将待处理的轴承保持器整齐地码放在特制的工件筐内，连筐一同通过炉口放置到氮化炉内，关闭炉盖密封，然后打开电源加热，进入升温阶段的工艺过程。当温度计显示炉内温度升至180～220℃时，起动水循环真空泵进行抽气，形成炉内负压，检查炉口炉盖是否有漏气，将炉盖进一步压紧盖严，防止漏气，密封保持正压。温度继电器控制电路继续升高炉内温度，至300℃即可进入充气阶段。充气阶段的工艺过程是：开启氨气瓶向井式真空脉冲氮化炉内充氨气，充气速率为每小时300～600L；炉内温度继续升温至450℃，稳定在450℃温度保持30分钟，再继续升温至550℃，进入保温脉冲阶段。保温脉冲阶段的工艺过程是：将上热电耦数显表设定温度为570℃、下热电耦数显表设定温度为530℃，加大氨气充气流量为2400～2600L/h，同时充入二氧化碳气体，充气流量为500～600L/h，充气至压力表显示炉内气压达0.02Mpa，保持压力1分～1分5秒，停止充气，开动真空泵进行抽气至炉内气压为-0.04Mpa。然后将上热电耦数显表设定温度为585±2℃、下热电耦数显表设定温度为545±2℃，继续升温至炉内温度565～570℃，由电磁阀控制向炉内充气、保压、抽气的上述过程，不间断地反复循环，持续脉冲时间为105～108分钟，完成升温脉冲阶段，进入降温阶段。降温阶段的工艺过程是：切断加热电源，关闭二氧化碳气体供给，开动鼓风机降温，氨气充气速率降至200～400L/h，然后将井式真空脉冲氮化炉顶部的出气阀打开，通过连接的排气管伸入水中排气，保持炉内的正压；同时开动鼓风机降温，至195℃即可进入出炉阶段。出炉阶段的工艺过程是：当炉内温度降至190～195℃时，先关闭氨气瓶，再关闭井式真空脉冲氮化炉的进气阀，然后用真空泵抽真空，使炉内形成负压-0.02Mpa，再置换炉内空气。连续三次循环抽真空、换空气后，即可松开炉盖、打开炉口，取出处理好的轴承保持器，完成全部热处理过程。
采用本发明对轴承保持器进行热处理，工艺参数选择准确有效，工艺路线合理，工艺过程紧凑衔接，设备装置配套，便于操作，使用安全，处理后的轴承保持器表面硬度达到HV380～550，强度高，质量好，硬度均匀，耐磨性好，使用寿命长。本发明适用于各种轴承保持器，具有良好的经济社会效益和光明的推广前景。

Claims (3)

1.一种用于轴承保持器热处理的真空脉冲氮化工艺，其特征在于是以井式真空脉冲氮化炉为热处理设备，以氨气瓶、氨气减压表、二氧化碳气瓶、二氧化碳气压表、流量计、真空泵、电磁阀、压力表、鼓风机、温度继电器为辅助装置，将轴承保持器装在工件筐中，将工件筐装入井式真空脉冲氮化炉内，盖上炉盖密封，开启电源使井式真空脉冲氮化炉内升温，至180～220℃时，启动真空泵抽负压，检查炉内是否漏气，压紧炉盖，由温度继电器控制继续升温至300℃时，开启氨气瓶向炉内充氨气，充气速率为300～600L/h，炉内继续升温至450～455℃时，保持炉内恒温30～35分钟，然后将井式真空脉冲氮化炉的上热电耦数显表设定温度为570℃、下热电耦数显表设定温度为530℃，升温至550℃，进入保温脉冲阶段；保温脉冲阶段的工艺过程是：控制氨气流量为2400～2600L/h，同时充入二氧化碳气体，控制流量为500～600L/h，向炉内充气至压力表显示炉内气压为0.02Mpa后，减少充气量，设定保压1分～1分5秒，然后停止充气，开动真空泵向外抽气，至压力表显示炉内气压-0.04Mpa，将上热电耦数显表设定温度为585±2℃、下热电耦数显表设定温度为545±2℃，继续升温到炉内温度为565～570℃，由电磁阀自动控制上述充气、保压、抽气过程，反复循环，持续脉冲时间设定为105～110分钟，然后进入降温阶段；经过升温、充气、保温脉冲、降温、出炉各个阶段工艺过程的特定温度、压力、时间的工艺条件下，对轴承保持器工件进行真空脉冲氮化热处理。
2.按照权利要求1所述的用于轴承保持器热处理的真空脉冲氮化工艺，其特征在于所述的降温阶段的工艺过程是：切 断加热电源，关闭二氧化碳气瓶，氨气充气速率降至200～400L/h，将井式真空脉冲氮化炉顶部的出气阀打开，连接排气管伸入水中排气，保持炉内的正压，同时开动鼓风机降温至195℃，进入出炉阶段。
3.按照权利要求1所述的用于轴承保持器热处理的真空脉冲氮化工艺，其特征在于所述的出炉阶段的工艺过程是：炉内温度降至190～195℃时，先关闭氨气瓶，再关闭井式真空脉冲氮化炉的进气阀，然后启动真空泵抽真空，炉内气压为-0.02Mpa，打开阀门向炉内放入新鲜空气，置换炉内空气，连续三次循环抽真空、换空气，最后松开炉盖，打开炉口，取出装有轴承保持器的工件筐。
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