CN107543820A - 一种热轧轴承钢盘条脱碳层深度的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热轧轴承钢盘条脱碳层深度的检测方法，包括如下步骤：对热轧后的轴承钢盘条进行取样；通过打磨装置在试样的新鲜金属端面的一侧加工一个斜面；将端面和斜面加工后的试样放入球化退火炉中进行球化退火；对试样的平直端面A进行金相试样制作，然后利用金相显微镜对试样的平直端面A进行观察，通过金相显微镜测量试样观察面A处的边部和B处分别对应的脱碳层深度；将试样A处的边部的脱碳层深度减去试样B处的脱碳层深度，即可获得轴承钢盘条热轧后的脱碳层深度。本发明可测量出轴承钢盘条在热轧过程结束后所产生的脱碳层深度，为后续去除轴承钢盘条的脱碳层提供了有力的数据支持，提高了成材率，有效地降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及轴承钢脱碳层检测技术领域，特别是涉及一种热轧轴承钢盘条脱碳层深度的检测方法。
背景技术
钢在各种热加工工序的加热或保温过程中，由于氧化气氛的作用，使钢材表面的碳全部或部分丧失的现象叫做脱碳。脱碳层深度是指从脱碳层表面到脱碳层的基体在金相组织差异已经不能区别的位置的距离。
钢表层的脱碳大大降低了钢材的表面的硬度、抗拉强度、耐磨性和疲劳极限。因此，在工具钢、轴承钢、弹簧钢等的相关标准中都对脱碳层有具体规定。重要的机械零部件是不允许存在脱碳缺陷的，为此，在加工时零部件的脱碳层是必须清楚干净。
其中，GCr15轴承钢的热轧组织主要是细片状珠光体(索氏体)，其硬度较高，可达255HBW-340HBW，难以进行磨削加工；经过球化球化退火这一工序，可以降低硬度，同时也为后续淬火做好组织上的准备。但是，球化退火后的轴承钢盘条材料的脱碳层深度也直接影响后续的滚动体加工工艺的制定，这里的脱碳层深度一方面来源于盘条的热轧过程，另一方面来源于球化退火过程。
金相法是在光学显微镜下观察试样从表面到心部随着碳含量的变化而产生的组织变化。此方法主要适用于退火或正火组织(铁素体+珠光体)的钢种，然而热轧状态下的轴承钢是细片状珠光体(索氏体)很难通过金相组织观察清晰的分辨脱碳层的深度。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种热轧轴承钢盘条脱碳层深度的检测方法，可测量出轴承钢盘条在热轧过程结束后所产生的脱碳层深度，为后续去除轴承钢盘条的脱碳层提供了有力的数据支持，避免了脱碳层设计切削量过少而导致脱碳层未除尽的现象，以及避免了脱碳层设计切削量过多而导致成材率降低的现象。
本发明提供了一种热轧轴承钢盘条脱碳层深度的检测方法，包括如下步骤：
S1.对热轧后的轴承钢盘条进行取样，对试样的一端面加工出新鲜金属；
S2.通过打磨装置在试样的新鲜金属端面的一侧向轴承钢盘条基体芯部加工一个露出新鲜金属的斜面，在对试样加工斜面的过程中保持对试样的有效冷却；试样新鲜金属端面的平直端面命名为A，斜面区域命名为B；
S3.将端面和斜面加工后的试样放入球化退火炉中进行球化退火，随炉加热到780℃-790℃进行四个小时的一次保温，再随炉冷却至710℃-730℃进行三个小时的二次保温，然后随炉冷却至540℃-560℃后再进行出炉空冷；
S4.对试样的平直端面A进行金相试样制作，然后利用金相显微镜对试样的平直端面A进行观察，通过金相显微镜测量试样观察面A处的边部和B处分别对应的脱碳层深度；
S5.将试样A处的边部的脱碳层深度减去试样B处的脱碳层深度，即可获得轴承钢盘条热轧后的脱碳层深度。
本发明通过将热轧后的的轴承钢盘条取样，再对试样加工出新鲜接触的端面A以及斜面B，再将加工后的放入球化退火炉中进行球化退火，使得B区域只存在因球化退火过程而生成的脱碳层，再对试样的A端面进行金相试样制作，通过金相显微镜观察试样的A端面，可以测量出A处的边部和B处分别对应的脱碳层深度；将试样A处的边部的脱碳层深度减去试样B处的脱碳层深度，即可获得轴承钢盘条热轧后的脱碳层深度。斜面B的制作，其目的是为了去除热轧后的轴承钢盘条试样本身的脱碳层和贫碳层，使B区域的新鲜金属只进行球化退火，从而通过金相实验测量出B区域的新鲜金属经过球化退火后脱碳层的深度。在加工斜面B时必须保证有效冷却，其目的是为了防止在加工斜面B时因打磨装置而产生新的脱碳层，从而对实验数据造成影响。综上，通过测量出轴承钢盘条在热轧过程结束后所产生的脱碳层深度，为后续去除轴承钢盘条的脱碳层提供了有力的数据支持，避免了脱碳层设计切削量过少而导致脱碳层未除尽的现象，以及避免了脱碳层设计切削量过多而导致成材率降低的现象，从而有效地控制了热轧轴承钢盘条在脱碳层切削过程中切削量的精度，提高了成材率，有效地降低了生产成本。
优选地，所述步骤S2中，打磨装置选用手动砂轮或者锉刀或者砂纸。
优选地，所述步骤S2中，对试样加工斜面的过程中通过不停地向试样加工斜面浇水进行有效冷却。
优选地，所述步骤S2中，将打磨装置的部分或者全部放在水中，让打磨装置在水中加工试样的斜面，使试样始终保持有效冷却。
优选地，所述步骤S2中，通过打磨装置对试样的斜面进行加工时，对试样的斜面不停地吹氮气或者氩气进行有效冷却。
优选地，所述步骤S3中，球化退火炉选用井式退火炉。
优选地，所述步骤S3中，二次保温的温度为719℃-721℃，可使轴承钢盘条基体的组织和脱碳层更加均匀，使A处的边部和B处测量出来的脱碳层深度更加精确。
优选地，所述步骤S3中，出炉空冷温度为548℃-552℃，精确地控制了球化退火中轴承钢盘条试样的出炉空冷温度，进一步保证了试样内部各组织的均匀性。
本发明的有益效果体现在：
本发明通过测量出轴承钢盘条在热轧过程结束后所产生的脱碳层深度，为后续去除轴承钢盘条的脱碳层提供了有力的数据支持，避免了脱碳层设计切削量过少而导致脱碳层未除尽的现象，以及避免了脱碳层设计切削量过多而导致成材率降低的现象，从而有效地控制了热轧轴承钢盘条在脱碳层切削过程中切削量的精度，提高了成材率，有效地降低了生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的器件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各器件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本实施例1的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利的保护范围。
实施例1
如图1所示，一种热轧轴承钢盘条脱碳层深度的检测方法，包括如下步骤：
S1.对热轧后的轴承钢盘条进行取样，对试样的一端面加工出新鲜金属；
S2.通过打磨装置在试样的新鲜金属端面的一侧向轴承钢盘条基体芯部加工一个露出新鲜金属的斜面，在对试样加工斜面的过程中保持对试样的有效冷却；试样新鲜金属端面的平直端面命名为A，斜面区域命名为B；
S3.将端面和斜面加工后的试样放入球化退火炉中进行球化退火，随炉加热到780℃-790℃进行四个小时的一次保温，再随炉冷却至710℃-730℃进行三个小时的二次保温，然后随炉冷却至540℃-560℃后再进行出炉空冷；
S4.对试样的平直端面A进行金相试样制作，然后利用金相显微镜对试样的平直端面A进行观察，通过金相显微镜测量试样观察面A处的边部和B处分别对应的脱碳层深度；
S5.将试样A处的边部的脱碳层深度减去试样B处的脱碳层深度，即可获得轴承钢盘条热轧后的脱碳层深度。
具体的，步骤S2中，打磨装置选用手动砂轮或者锉刀或者砂纸。步骤S3中，球化退火炉选用井式退火炉，井式退火炉具有热效率高、保温性强、结构简单、操作便捷等优点。步骤S2中，对试样加工斜面的过程中通过不停地向试样加工斜面浇水进行有效冷却；或者将打磨装置的部分或者全部放在水中，让打磨装置在水中加工试样的斜面，使试样始终保持有效冷却；或者通过打磨装置对试样的斜面进行加工时，对试样的斜面不停地吹氮气或者氩气进行有效冷却；从而防止了在加工斜面B时因打磨装置而产生新的脱碳层，进而对实验数据造成影响。
本发明通过将热轧后的的轴承钢盘条取样，再对试样加工出新鲜接触的端面A以及斜面B，再将加工后的放入球化退火炉中进行球化退火，使得B区域只存在因球化退火过程而生成的脱碳层，再对试样的A端面进行金相试样制作，通过金相显微镜观察试样的A端面，可以测量出A处的边部和B处分别对应的脱碳层深度；将试样A处的边部的脱碳层深度减去试样B处的脱碳层深度，即可获得轴承钢盘条热轧后的脱碳层深度。斜面B的制作，其目的是为了去除热轧后的轴承钢盘条试样本身的脱碳层和贫碳层，使B区域的新鲜金属只进行球化退火，从而通过金相实验测量出B区域的新鲜金属经过球化退火后脱碳层的深度。综上，通过测量出轴承钢盘条在热轧过程结束后所产生的脱碳层深度，为后续去除轴承钢盘条的脱碳层提供了有力的数据支持，避免了脱碳层设计切削量过少而导致脱碳层未除尽的现象，以及避免了脱碳层设计切削量过多而导致成材率降低的现象，从而有效地控制了热轧轴承钢盘条在脱碳层切削过程中切削量的精度，提高了成材率，有效地降低了生产成本。
实施例2
本实施例所包括的装置、工艺参数和工艺流程与实施例1基本相同，所不同的是步骤S3中，二次保温的温度为719℃-721℃，可使轴承钢盘条基体的组织和脱碳层更加均匀，使A处的边部和B处测量出来的脱碳层深度更加精确。
实施例3
本实施例所包括的装置、工艺参数和工艺流程与实施例1基本相同，所不同的是步骤S3中，出炉空冷温度为548℃-552℃，精确地控制了球化退火中轴承钢盘条试样的出炉空冷温度，进一步保证了试样内部各组织的均匀性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (8)
1.一种热轧轴承钢盘条脱碳层深度的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.对热轧后的轴承钢盘条进行取样，对试样的一端面加工出新鲜金属；
S2.通过打磨装置在试样的新鲜金属端面的一侧向轴承钢盘条基体芯部加工一个露出新鲜金属的斜面，在对试样加工斜面的过程中保持对试样的有效冷却；试样新鲜金属端面的平直端面命名为A，斜面区域命名为B；
S3.将端面和斜面加工后的试样放入球化退火炉中进行球化退火，随炉加热到780℃-790℃进行四个小时的一次保温，再随炉冷却至710℃-730℃进行三个小时的二次保温，然后随炉冷却至540℃-560℃后再进行出炉空冷；
S4.对试样的平直端面A进行金相试样制作，然后利用金相显微镜对试样的平直端面A进行观察，通过金相显微镜测量试样观察面A处的边部和B处分别对应的脱碳层深度；
S5.将试样A处的边部的脱碳层深度减去试样B处的脱碳层深度，即可获得轴承钢盘条热轧后的脱碳层深度。
2.如权利要求1所述的热轧轴承钢盘条脱碳层深度的检测方，其特征在于：所述步骤S2中，打磨装置选用手动砂轮或者锉刀或者砂纸。
3.如权利要求1所述的热轧轴承钢盘条脱碳层深度的检测方，其特征在于：所述步骤S2中，对试样加工斜面的过程中通过不停地向试样加工斜面浇水进行有效冷却。
4.如权利要求1所述的热轧轴承钢盘条脱碳层深度的检测方，其特征在于：所述步骤S2中，将打磨装置的部分或者全部放在水中，让打磨装置在水中加工试样的斜面，使试样始终保持有效冷却。
5.如权利要求1所述的热轧轴承钢盘条脱碳层深度的检测方，其特征在于：所述步骤S2中，通过打磨装置对试样的斜面进行加工时，对试样的斜面不停地吹氮气或者氩气进行有效冷却。
6.如权利要求1所述的热轧轴承钢盘条脱碳层深度的检测方，其特征在于：所述步骤S3中，球化退火炉选用井式退火炉。
7.如权利要求1所述的热轧轴承钢盘条脱碳层深度的检测方，其特征在于：所述步骤S3中，二次保温的温度为719℃-721℃。
8.如权利要求1所述的热轧轴承钢盘条脱碳层深度的检测方，其特征在于：所述步骤S3中，出炉空冷温度为548℃-552℃。
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