CN104862460B - 高碳铬轴承钢的复合热处理工艺 - Google Patents
高碳铬轴承钢的复合热处理工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104862460B CN104862460B CN201510267806.1A CN201510267806A CN104862460B CN 104862460 B CN104862460 B CN 104862460B CN 201510267806 A CN201510267806 A CN 201510267806A CN 104862460 B CN104862460 B CN 104862460B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- minutes
- carbon
- bearing steel
- chromium bearing
- quenching
- 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.)
- Active
Links
Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
本发明涉及一种高碳铬轴承钢的复合热处理工艺，按如下工序进行：塑形强化处理，用直径为2~5毫米的陶瓷丸，以线速度40~100米/秒的速度对高碳铬轴承钢零件进行喷射15~60分钟；将强化处理好的高碳铬轴承钢零件进行第一次淬火热处理，调整淬火温度至820~830℃，保持15~60分钟，然后进入30~80℃的油中淬火，随后在400~500℃的回火炉中回火90~150分钟；然后再进行第二次淬火热处理，调整淬火温度至800~810℃，保持15~60分钟，之后进入30~80℃的油中淬火，随后在150~180℃的回火炉中回火90~150分钟。本发明的热处理工艺，材料表面可达12~13级，心部可达9~10级，耐磨性好，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及材料热处理技术领域，具体涉及高碳铬轴承钢的复合热处理工艺。
背景技术
轴承钢被炼钢届人士称为钢中之王，高碳铬轴承钢是轴承钢中有一个大的种类，为制造轴承和轴承零件的最常用钢种。
如图1所示，现有高碳铬轴承钢热处理工艺为：淬火加热830~850℃，保持适当的时间后进入30~80℃的油中淬火，随后在150~180℃的回火炉中回火一定的时间。该常规热处理工艺获得材料晶粒度只能达到8级，接触疲劳强度低，耐磨性差，寿命可靠性较差。这种常规热处理工艺越来越满足不了对于高可靠性、高舒适性 的汽车零部件发展需求，如发动机摇臂轴承比较特殊苛刻的使用工况下，使轴承无法适应其特殊的温度、负荷、润滑条件。
发明内容
为克服现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种高碳铬轴承钢的复合处理工艺，能够获得非常细小的晶粒度（材料表面可达12~13级，心部可达9~10级），耐磨性好，使用寿命长。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种高碳铬轴承钢的复合热处理工艺，按如下工序进行：
（1）塑形强化处理，用直径为2~5毫米的硬质颗粒，以线速度40~100米/秒的速度对高碳铬轴承钢零件进行喷射15~60分钟；通过该处理后，使高碳铬轴承钢零件表面产生极为强烈的塑性变形和加工硬化，在强化层内产生大量位错，并使强化层内显微组织结构细密而又具有较高的表面残余压应力，较高的残余应力有助于提高材料疲劳强度以及疲劳断裂韧性；
（2）将步骤（1）强化处理好的高碳铬轴承钢零件进行第一次淬火热处理，调整淬火温度至820~830℃，保持15~60分钟的时间，然后进入30~80℃的油中淬火，随后在400~500℃的回火炉中回火90~150分钟；由于零件表面经过步骤（1）处理的零件内产生了大量的位错，使位错密度大幅增加，形变在微观上还造成了多边化的亚结构和位错胞状结构，这种结构下，通过步骤（2）淬火加热过程中，零件表面得到明显细化的奥氏体晶粒；
（3）将步骤（2）处理后高碳铬轴承钢零件再进行第二次淬火热处理，调整淬火温度至800~810℃，保持15~60分钟的时间，然后进入30~80℃的油中淬火，随后在150~200℃的回火炉中回火90~150分钟。通过该步骤的再次低温加热淬火过程，通过第一次的淬火所得到的组织是细小马氏体以及大量弥散分布的碳化物颗粒，这些大量弥散分布的碳化物颗粒在二次加热淬火时能强烈的阻碍晶粒长大，同时表面经过强化后存在大量的位错等亚结构和碎晶，最终使零件表面的晶粒度进一步细化，更为重要的是，使得经过步骤（2）淬火后得到的较为细小的马氏体组织和弥散分布的碳化物颗粒，经过再次低温淬火加热后，弥散分布的碳化物颗粒促使奥氏体形核率提高，最终使得心部晶粒度也得到明显的细化。
优选的，所述步骤（1）中塑形强化处所用硬质颗粒物为陶瓷丸。该设计，使得零件表面强化效果好。
本发明的优点是：能够获得非常细小的晶粒度（材料表面可达12~13级，心部可达（9~10级）和很高的耐磨性，从而使得汽车零部件，如发动机摇臂轴承寿命由10万公里提高到25万公里。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为传统高碳铬轴承钢热处理工艺流程图；
图2为本发明高碳铬轴承钢的复合热处理工艺流程图；
图3为本发明实施例1 材料表面显微组织图；
图4为本发明实施例1材料心部显微组织图；
图5为本发明实施例2 材料表面显微组织图；
图6为本发明实施例2材料心部显微组织图；
图7本发明实施例3 材料表面显微组织图；
图8为本发明实施例3材料心部显微组织图；
图9为本发明制得产品与传统工艺制得产品磨损量对比图；
图10为本发明制得产品与传统工艺制得产品强化疲劳寿命对比图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
以轴承套圈为例：
实施例1
如图2所示，本申请的具体实施方式，按以下工序进行：
（1）塑形强化处理，选用陶瓷丸直径2mm，以喷丸线速度40m/s对轴承套圈进行喷射时间为15分钟的喷丸；
（2）第一次淬火热处理，调整淬火温度至820℃，保持15分钟，然后进入30℃的油中淬火，随后在400℃回火炉中回火90分钟；
（3）第二次淬火热处理，调整淬火温度至800℃，保持15分钟，然后进入30℃的油中淬火，随后在150℃回火炉中回火90分钟。
经测试和分析（测试的方法不同是否对检测结果有影响，采用的测试方法是什么），材料表面晶粒度12级、心部晶粒度10级；显微组织图片见图3（表面显微组织图，表面晶粒度（×500））、图4（心部显微组织图，心部晶粒度（×500））所示。
实施例2
如图2所示，本申请的具体实施方式，按以下工序进行：
（1）塑形强化处理，选用陶瓷丸直径3mm，以喷丸线速度70m/s对轴承套圈进行喷射时间为40分钟的喷丸；
（2）第一次淬火热处理，调整淬火温度至825℃，保持35分钟，然后进入60℃的油中淬火，随后在400℃回火炉中回火120分钟；
（3）第二次淬火热处理，调整淬火温度至805℃，保持35分钟，然后进入60℃的油中淬火，随后在160℃回火炉中回火120分钟。
经测试和分析，材料表面晶粒度12.5级、心部晶粒度9级；显微组织图片见图5（表面显微组织图，表面晶粒度（×500））、图6（心部显微组织图，心部晶粒度（×500））所示。
实施例3
如图2所示，本申请的具体实施方式，按以下工序进行：
（1）塑形强化处理，选用陶瓷丸直径5mm，以喷丸线速度100m/s对轴承套圈进行喷射时间为60分钟的喷丸；
（2）第一次淬火热处理，调整淬火温度至830℃，保持60分钟，然后进入80℃的油中淬火，随后在500℃回火炉中回火150分钟；
（3）第二次淬火热处理，调整淬火温度至810℃，保持60分钟，然后进入80℃的油中淬火，随后在180℃回火炉中回火150分钟。
经测试和分析，材料表面晶粒度13级、心部晶粒度9.5级；显微组织图片见图7（表面显微组织图，表面晶粒度（×500））、图8（心部显微组织图，心部晶粒度（×500））所示。
上述三个实施例中，陶瓷丸还可以用铸铁丸、不锈钢丸等硬质颗粒，但其强化效果较陶瓷丸差，故优先选用陶瓷丸。
对本发明中具体实施例1、2、3制得的轴承套圈以及传统工艺制得的轴承套圈，采用滚动磨损试验机进行试验，试验条件为：试验样品转速分别为360r/min，400r/min，滑差率为10%，接触应力为870MPa；利用称重法测定磨损量，得到磨损量对比，如图9所示。进行强化疲劳寿命试验，试验条件为：试验载荷为轴承额定动载荷的30%，试验转速为轴承极限转的50%；获得强化疲劳寿命对比，如图10所示。实验证明，利用本发明的工艺，大大提高了获得材料的抗磨损性能和疲劳寿命。
Claims (2)
1.一种高碳铬轴承钢的复合热处理工艺，按如下工序进行：
（1）塑形强化处理，用直径为2~5毫米的硬质颗粒物，以线速度40~100米/秒的速度对高碳铬轴承钢零件进行喷射15~60分钟；
（2）将步骤（1）强化处理好的高碳铬轴承钢零件进行第一次淬火热处理，调整淬火温度至820~830℃，保持15~60分钟的时间，然后进入30~80℃的油中淬火，随后在400~500℃的回火炉中回火90~150分钟；
（3）将步骤（2）处理后高碳铬轴承钢零件再进行第二次淬火热处理，调整淬火温度至800~810℃，保持15~60分钟的时间，然后进入30~80℃的油中淬火，随后在150~180℃的回火炉中回火90~150分钟。
2.根据权利要求1所述高碳铬轴承钢的复合热处理工艺，其特征在于：所述步骤（1）中塑形强化处所用硬质颗粒物为陶瓷丸。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510267806.1A CN104862460B (zh) | 2015-05-22 | 2015-05-22 | 高碳铬轴承钢的复合热处理工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510267806.1A CN104862460B (zh) | 2015-05-22 | 2015-05-22 | 高碳铬轴承钢的复合热处理工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104862460A CN104862460A (zh) | 2015-08-26 |
| CN104862460B true CN104862460B (zh) | 2017-03-15 |
Family
ID=53908627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510267806.1A Active CN104862460B (zh) | 2015-05-22 | 2015-05-22 | 高碳铬轴承钢的复合热处理工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104862460B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105543453A (zh) * | 2016-01-29 | 2016-05-04 | 上海人本集团有限公司 | 一种轴承套圈快速球化退火工艺 |
| WO2018107316A1 (zh) * | 2016-12-12 | 2018-06-21 | 马飞 | 一种超高碳型轴承钢的热处理方法 |
| CN108728753A (zh) * | 2018-05-30 | 2018-11-02 | 无锡市诚天诺执行器制造有限公司 | 一种气动执行机构用输出轴材料及其制备方法 |
| CN113564320B (zh) * | 2021-08-05 | 2023-03-17 | 沈阳工业大学 | 一种航空发动机轴承用G13Cr4Mo4Ni4V钢热处理方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101748248A (zh) * | 2008-12-17 | 2010-06-23 | 上海人本集团有限公司 | 高碳铬(GCr15)轴承碳氮共渗处理后表面细化工艺 |
| CN102925657A (zh) * | 2012-11-06 | 2013-02-13 | 武汉理工大学 | 一种中碳合金钢轴承环件轧制形变淬火复合强化方法 |
-
2015
- 2015-05-22 CN CN201510267806.1A patent/CN104862460B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104862460A (zh) | 2015-08-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104862460B (zh) | 高碳铬轴承钢的复合热处理工艺 | |
| CN104726819A (zh) | 渗碳钢的热处理渗碳工艺 | |
| CN102618817A (zh) | 用20CrMnTi钢加工成汽车变速箱零件的工艺 | |
| CN103602797B (zh) | 高硬度钢丝切丸热处理工艺 | |
| JP2009079294A (ja) | 転がり負荷用に形成された、コアゾーンまで硬化する鋼からなる工作物および熱処理する方法 | |
| CN105039901B (zh) | 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 | |
| CN106637060A (zh) | 一种新气氛的碳氮共渗热处理工艺方法 | |
| CN111187899A (zh) | 一种齿轮热处理工艺 | |
| CN101445866A (zh) | 水泵轴连轴承热处理工艺 | |
| CN110592465A (zh) | 一种基于结构赋能材料的滑动轴承及其制备方法 | |
| CN108468014B (zh) | 一种工具钢表面渗碳改性的热处理方法 | |
| CN105779708A (zh) | 高碳铬轴承钢热处理工艺 | |
| CN111926165B (zh) | 一种60Si2CrA弹簧钢的热处理工艺 | |
| CN104562050B (zh) | 一种重载齿轮的制备方法 | |
| CN108060353B (zh) | 一种盾构机盘形滚刀刀圈合金 | |
| CN104233315A (zh) | 一种防止渗碳凸轮轴磨削裂纹的工艺 | |
| CN113462856B (zh) | 一种提高刮板运输机中部槽槽帮铸钢件强韧性的热处理方法 | |
| WO2015188796A1 (en) | Method of heat treatment of bearing steel | |
| JP2011144448A (ja) | 転がり摺動部材の製造方法 | |
| CN114032366B (zh) | 一种1e4904型中碳低合金钢的热处理方法 | |
| TW201540849A (zh) | 真空滲碳用鋼材及其製造方法 | |
| CN105969948B (zh) | 一种高性能奥贝球铁的油冷等温淬火生产方法 | |
| CN107574298B (zh) | 一种固体废料破碎机刀具用钢材 | |
| CN104894573A (zh) | 一种圆柱齿轮渗碳淬火方法 | |
| CN105714058A (zh) | 轴承钢制量块热处理工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 16 No. 325000 Yong Jiang Road, hi tech Industrial Development Zone, Zhejiang, Wenzhou, China Patentee after: C&U Co.,Ltd. Patentee after: SHANGHAI SIBOTE BEARING TECHNOLOGY RESEARCH & DEVELOPMENT Co.,Ltd. Address before: 16 No. 325000 Yong Jiang Road, hi tech Industrial Development Zone, Zhejiang, Wenzhou, China Patentee before: C & U Group Ltd. Patentee before: SHANGHAI SIBOTE BEARING TECHNOLOGY RESEARCH & DEVELOPMENT Co.,Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 325000 No. 16 Yongjiang Road, hi tech Industrial Development Zone, Wenzhou, Zhejiang Patentee after: C&U Co.,Ltd. Patentee after: Shanghai renben group bearing technology R & D Co.,Ltd. Address before: 325000 No. 16 Yongjiang Road, hi tech Industrial Development Zone, Wenzhou, Zhejiang Patentee before: C&U Co.,Ltd. Patentee before: SHANGHAI SIBOTE BEARING TECHNOLOGY RESEARCH & DEVELOPMENT Co.,Ltd. |