CN106835008A - 一种耐腐蚀轴承制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种耐腐蚀轴承制造方法，包括轴承套圈，所述轴承套圈采用GCr15轴承钢材质制成，采用可控气氛的箱式多用炉生产线进行对轴承套圈的碳氮共渗，步骤如下：步骤一：装料；步骤二：清洗；步骤三：升温；步骤四：升温、升碳势；步骤五：均碳排气；步骤六：碳氮共渗；步骤七：升温、保温；步骤八：淬火；步骤九：清洗；步骤十：回火。本发明具有良好的耐腐蚀、耐磨性能，提高了轴承的使用寿命，降低了轴承的热处理加工变形尺寸。

Description

一种耐腐蚀轴承制造方法
技术领域
本发明涉及汽车零部件制造技术领域，具体而言本发明特别涉及一种耐腐蚀轴承制造方法。
背景技术
使用于汽车手动变速箱、工业减速机、摩托车曲轴、汽车交流发电机等用途的滚动轴承，由于润滑油或润滑脂的污染比较严重，工作条件非常恶劣，经过常规热处理的滚动轴承会由于轴承零件发生表面起源型的疲劳剥落而发生早期失效。例如，在汽车手动变速箱中，齿轮的啮合产生很多金属碎屑和金属粉末，这些金属碎屑和金属粉末俗称磨粒，混在润滑油中，随润滑油进入轴承内部，在轴承运转过程中，卡入钢球和滚道的接触区，在钢球和滚道表面引起大量压痕。在压痕的边缘会产生应力集中，从而加速轴承零件发生疲劳剥落，缩短轴承的寿命。
如果对高碳铬轴承钢零件进行碳氮共渗处理，使零件的表层组织中存在一定的残余奥氏体含量，但同时在碳氮原子的固溶强化作用下，不降低零件表层的硬度和接触疲劳强度，这样就能够降低压痕的危害性，从而延长污染润滑工况下轴承的使用寿命。但目前关于高碳铬轴承碳氮共渗轴承零件的技术仍不成熟，质量不稳定。现有工艺通常选用先进行碳氮共渗处理，后续进行二次淬火，然而针对轴承钢GCr15，其淬火温度一般在830℃～855℃之间，然而该温度区间对于表面氮的渗透具有较大影响，直接影响了整体零部件表面渗层质量，零件容易出现渗层较浅、组织粗大、变形较大等问题；尤其在二次淬火情况下，零部件尺寸将进一步变形，为后期整形带来难度，甚至影响后续精度尺寸的加工，严重时出现报废，同时在高碳势状态下，碳氮共渗温度过高、长时间保温的碳氮共渗条件下，零件表层容易堆积较大颗粒状的碳氮化物，而产生应力集中，因此并不能根本解决污染工况下滚动轴承寿命缩短的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐腐蚀轴承制造方法，具有良好的耐腐蚀、耐磨性能，提高了轴承的使用寿命，降低了轴承的热处理加工变形尺寸。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种耐腐蚀轴承制造方法，包括轴承套圈，所述轴承套圈采用GCr15轴承钢材质制成，采用可控气氛的箱式多用炉生产线进行对轴承套圈的碳氮共渗，步骤如下：
步骤一：装料，将轴承套圈摆放在料框内，轴承套圈摆放高度低于料框高度，轴承套圈上下叠放之间间隔设有隔离网；
步骤二：清洗，将轴承套圈运入清洗室内，采用40℃～60℃的清洗液清洗，时间15min～25min，清洗液pH值范围为8～10；
步骤三：升温，将轴承套圈运入加热炉内，温度保持780℃～800℃，时间10min～20min，通入富化气丙烷，碳势升为0.8％～0.9％，通入氨气，氨气用量0.15m3/h～0.25m3/h；
步骤四：升温、升碳势，加热炉内温度升至815℃～825℃，时间5min～10min，通入富化气丙烷，碳势升为1.05％～1.15％，通入氨气，氨气用量0.15m3/h～0.25m3/h；
步骤五：均碳排气，加热炉内温度保持815℃～825℃，时间60min～90min，持续通入富化气丙烷，碳势保持为1.0％～1.1％，持续通入氨气，氨气用量0.15m3/h～0.25m3/h；
步骤六：碳氮共渗，加热炉内温度保持815℃～825℃，时间320min～360min，持续通入富化气丙烷，碳势保持为1.05％～1.15％，持续通入氨气，氨气用量0.25m3/h～0.4m3/h；
步骤七：升温、保温，加热炉内升至830℃～840℃，待温度稳定后保温时间20min～30min，持续通入富化气丙烷，碳势保持为0.95％～1.05％，持续通入氨气，氨气用量0.25m3/h～0.4m3/h；
步骤八：淬火，采用KR218快速光亮淬火油，油温保持50℃～70℃，快搅速度为800r/min～1200r/min，快搅时间10min～15min，慢搅速度为400r/min～600r/min；
步骤九：清洗，将轴承套圈运入清洗室内，采用40℃～60℃的清洗液清洗，时间10min～15min，清洗液pH值范围为8～10；
步骤十：回火，将轴承套圈运入箱式回火炉内，回火温度160℃～180℃，回火时间240min～300min。
采用可控气氛的箱式多用炉生产线进行对轴承套圈的碳氮共渗，优选步骤如下：
步骤一：装料，将轴承套圈摆放在料框内，轴承套圈摆放高度低于料框高度，轴承套圈上下叠放之间间隔设有隔离网；
步骤二：清洗，将轴承套圈运入清洗室内，采用40℃的清洗液清洗，时间20min，清洗液pH值范围为9；
步骤三：升温，将轴承套圈运入加热炉内，温度保持795℃，时间15min，通入富化气丙烷，碳势升为0.85％，通入氨气，氨气用量0.22m3/h；
步骤四：升温、升碳势，加热炉内温度升至818℃，时间10min，通入富化气丙烷，碳势升为1.18％，通入氨气，氨气用量0.22m3/h；
步骤五：均碳排气，加热炉内温度保持822℃，时间80min，持续通入富化气丙烷，碳势保持为1.05％，持续通入氨气，氨气用量0.22m3/h；
步骤六：碳氮共渗，加热炉内温度保持822℃，时间360min，持续通入富化气丙烷，碳势保持为1.1％，持续通入氨气，氨气用量0.35m3/h；
步骤七：升温、保温，加热炉内升至835℃，待温度稳定后保温时间25min，持续通入富化气丙烷，碳势保持为0.95％，持续通入氨气，氨气用量0.35m3/h；
步骤八：淬火，采用KR218快速光亮淬火油，油温保持60℃，快搅速度为1000r/min，快搅时间15min，慢搅速度为600r/min；
步骤九：清洗，将轴承套圈运入清洗室内，采用60℃的清洗液清洗，时间10min，清洗液pH值范围为9；
步骤十：回火，将轴承套圈运入箱式回火炉内，回火温度165℃，回火时间300min。
所述清洗液配比为：1％重油垢清洗剂、3％防锈剂及余量水。
本发明与现有技术相比具有如下突出的优点和效果：本发明具有良好的耐腐蚀、耐磨性能，提高了轴承的使用寿命，降低了轴承的热处理加工变形尺寸。
本发明的特点可参阅以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。
本发明提供的一种耐腐蚀轴承制造方法，包括轴承套圈，所述轴承套圈采用GCr15轴承钢材质制成，采用可控气氛的箱式多用炉生产线进行对轴承套圈的碳氮共渗，步骤如下：
步骤一：装料，将轴承套圈摆放在料框内，轴承套圈摆放高度低于料框高度，轴承套圈上下叠放之间间隔设有隔离网；
步骤二：清洗，将轴承套圈运入清洗室内，采用40℃～60℃的清洗液清洗，优选的清洗液温度值为40℃、45℃或50℃，时间15min～25min，清洗液pH值范围为8～10；
步骤三：升温，将轴承套圈运入加热炉内，温度保持780℃～800℃，时间10min～20min，通入富化气丙烷，碳势升为0.8％～0.9％，通入氨气，氨气用量0.15m3/h～0.25m3/h；
步骤四：升温、升碳势，加热炉内温度升至815℃～825℃，时间5min～10min，通入富化气丙烷，碳势升为1.05％～1.15％，通入氨气，氨气用量0.15m3/h～0.25m3/h；
步骤五：均碳排气，加热炉内温度保持815℃～825℃，时间60min～90min，持续通入富化气丙烷，碳势保持为1.0％～1.1％，持续通入氨气，氨气用量0.15m3/h～0.25m3/h；
步骤六：碳氮共渗，加热炉内温度保持815℃～825℃，时间320min～360min，持续通入富化气丙烷，碳势保持为1.05％～1.15％，持续通入氨气，氨气用量0.25m3/h～0.4m3/h；
步骤七：升温、保温，加热炉内升至830℃～840℃，待温度稳定后保温时间20min～30min，持续通入富化气丙烷，碳势保持为0.95％～1.05％，持续通入氨气，氨气用量0.25m3/h～0.4m3/h；
步骤八：淬火，采用KR218快速光亮淬火油，油温保持50℃～70℃，快搅速度为800r/min～1200r/min，快搅时间10min～15min，慢搅速度为400r/min～600r/min；
步骤九：清洗，将轴承套圈运入清洗室内，采用40℃～60℃的清洗液清洗，优选的清洗液温度值为50℃、55℃或60℃，时间10min～15min，清洗液pH值范围为8～10；
步骤十：回火，将轴承套圈运入箱式回火炉内，回火温度160℃～180℃，回火时间240min～300min。
进一步，本发明采用可控气氛的箱式多用炉生产线进行对轴承套圈的碳氮共渗，优选步骤如下：
步骤一：装料，将轴承套圈摆放在料框内，轴承套圈摆放高度低于料框高度，轴承套圈上下叠放之间间隔设有隔离网；
步骤二：清洗，将轴承套圈运入清洗室内，采用40℃的清洗液清洗，时间20min，清洗液pH值范围为9；
步骤三：升温，将轴承套圈运入加热炉内，温度保持795℃，时间15min，通入富化气丙烷，碳势升为0.85％，通入氨气，氨气用量0.22m3/h；
步骤四：升温、升碳势，加热炉内温度升至818℃，时间10min，通入富化气丙烷，碳势升为1.18％，通入氨气，氨气用量0.22m3/h；
步骤五：均碳排气，加热炉内温度保持822℃，时间80min，持续通入富化气丙烷，碳势保持为1.05％，持续通入氨气，氨气用量0.22m3/h；
步骤六：碳氮共渗，加热炉内温度保持822℃，时间360min，持续通入富化气丙烷，碳势保持为1.1％，持续通入氨气，氨气用量0.35m3/h；
步骤七：升温、保温，加热炉内升至835℃，待温度稳定后保温时间25min，持续通入富化气丙烷，碳势保持为0.95％，持续通入氨气，氨气用量0.35m3/h；
步骤八：淬火，采用KR218快速光亮淬火油，油温保持60℃，快搅速度为1000r/min，快搅时间15min，慢搅速度为600r/min；
步骤九：清洗，将轴承套圈运入清洗室内，采用60℃的清洗液清洗，时间10min，清洗液pH值范围为9。
步骤十：回火，将轴承套圈运入箱式回火炉内，回火温度165℃，回火时间300min。
进一步，本发明清洗液配比为：1％重油垢清洗剂、3％防锈剂及余量水，提高清洁度。
依据上述，本发明的方法原理为：装料，通过增设隔离网可以避免轴承套圈上下叠压，降低因加热保温过程中出现变形；清洗分为前清洗和后清洗，前清洗用于清洗轴承套圈表面污渍，提高后续渗碳渗氮效果，避免出现碳氮共渗软点，后清洗方便清洗淬火油污，避免因在回火过程中出现污渍，提高零部件外观清洁度，有利于后续检测；升温，方便对炉内气氛进行调整，同时对轴承套圈进行预热处理；升温、升碳势，进一步完成对炉内气氛的调整处理，有利于后续碳氮共渗；均碳排气，稳定炉内气氛环境，为碳氮共渗做预期准备；碳氮共渗，主要完成对氮原子对轴承套圈表面进行渗透，因GCr15轴承钢含碳量通常在0.95％1.05％，合理的调整碳势，避免出现碳氮化合物聚集，渗氮处理可以提高了表面耐腐蚀性能，同时结合高含量的碳原子，可以增强耐磨性，结合形成良好的表面渗层组织，提高使用性能；升温、保温，结合多用炉特性，可以方便形成一次性淬火，同时增加淬火温度，提高了轴承套圈内部的淬透性，方便轴承套圈内部具有良好的淬火性能和马氏体组织，提高轴承套圈性能，同时采用一次直接淬火工艺，可以避免轴承套圈二次加热保温，有利于减少尺寸变形；回火，用于去除轴承套圈淬火应力。
利用本发明生产的产品，其检验如下表：
其中变形量的检测依据轴承套圈尺寸大小制定对应标准，在此不再详细描述，回火稳定性的检测采用选取样本轴承套圈，进行二次回火处理，采用同样回火工艺，检测前后两次回火后，硬度差值不大于1HRC。
本发明具有良好的耐腐蚀、耐磨性能，提高了轴承的使用寿命，降低了轴承的热处理加工变形尺寸。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (3)

1.一种耐腐蚀轴承制造方法，包括轴承套圈，所述轴承套圈采用GCr15轴承钢材质制成，其特征在于：采用可控气氛的箱式多用炉生产线进行对轴承套圈的碳氮共渗，步骤如下：
步骤一：装料，将轴承套圈摆放在料框内，轴承套圈摆放高度低于料框高度，轴承套圈上下叠放之间间隔设有隔离网；
步骤二：清洗，将轴承套圈运入清洗室内，采用40℃～60℃的清洗液清洗，时间15min～25min，清洗液pH值范围为8～10；
步骤三：升温，将轴承套圈运入加热炉内，温度保持780℃～800℃，时间10min～20min，通入富化气丙烷，碳势升为0.8％～0.9％，通入氨气，氨气用量0.15m3/h～0.25m3/h；
步骤四：升温、升碳势，加热炉内温度升至815℃～825℃，时间5min～10min，通入富化气丙烷，碳势升为1.05％～1.15％，通入氨气，氨气用量0.15m3/h～0.25m3/h；
步骤五：均碳排气，加热炉内温度保持815℃～825℃，时间60min～90min，持续通入富化气丙烷，碳势保持为1.0％～1.1％，持续通入氨气，氨气用量0.15m3/h～0.25m3/h；
步骤六：碳氮共渗，加热炉内温度保持815℃～825℃，时间320min～360min，持续通入富化气丙烷，碳势保持为1.05％～1.15％，持续通入氨气，氨气用量0.25m3/h～0.4m3/h；
步骤七：升温、保温，加热炉内升至830℃～840℃，待温度稳定后保温时间20min～30min，持续通入富化气丙烷，碳势保持为0.95％～1.05％，持续通入氨气，氨气用量0.25m3/h～0.4m3/h；
步骤八：淬火，采用KR218快速光亮淬火油，油温保持50℃～70℃，快搅速度为800r/min～1200r/min，快搅时间10min～15min，慢搅速度为400r/min～600r/min；
步骤九：清洗，将轴承套圈运入清洗室内，采用40℃～60℃的清洗液清洗，时间10min～15min，清洗液pH值范围为8～10；
步骤十：回火，将轴承套圈运入箱式回火炉内，回火温度160℃～180℃，回火时间240min～300min。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀轴承制造方法，其特征在于：采用可控气氛的箱式多用炉生产线进行对轴承套圈的碳氮共渗，优选步骤如下：
步骤一：装料，将轴承套圈摆放在料框内，轴承套圈摆放高度低于料框高度，轴承套圈上下叠放之间间隔设有隔离网；
步骤二：清洗，将轴承套圈运入清洗室内，采用40℃的清洗液清洗，时间20min，清洗液pH值范围为9；
步骤三：升温，将轴承套圈运入加热炉内，温度保持795℃，时间15min，通入富化气丙烷，碳势升为0.85％，通入氨气，氨气用量0.22m3/h；
步骤四：升温、升碳势，加热炉内温度升至818℃，时间10min，通入富化气丙烷，碳势升为1.18％，通入氨气，氨气用量0.22m3/h；
步骤五：均碳排气，加热炉内温度保持822℃，时间80min，持续通入富化气丙烷，碳势保持为1.05％，持续通入氨气，氨气用量0.22m3/h；
步骤六：碳氮共渗，加热炉内温度保持822℃，时间360min，持续通入富化气丙烷，碳势保持为1.1％，持续通入氨气，氨气用量0.35m3/h；
步骤七：升温、保温，加热炉内升至835℃，待温度稳定后保温时间25min，持续通入富化气丙烷，碳势保持为0.95％，持续通入氨气，氨气用量0.35m3/h；
步骤八：淬火，采用KR218快速光亮淬火油，油温保持60℃，快搅速度为1000r/min，快搅时间15min，慢搅速度为600r/min；
步骤九：清洗，将轴承套圈运入清洗室内，采用60℃的清洗液清洗，时间10min，清洗液pH值范围为9；
步骤十：回火，将轴承套圈运入箱式回火炉内，回火温度165℃，回火时间300min。
3.根据权利要求1或2所述的一种耐腐蚀轴承制造方法，其特征在于：所述清洗液配比为：1％重油垢清洗剂、3％防锈剂及余量水。
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