CN108342565A - 一种改善轴承套圈淬火变形的二次淬火热处理工艺 - Google Patents

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路晓辉
钱东升
华林
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/40—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rings; for bearing races
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
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Abstract

本发明提出一种改善轴承套圈淬火变形的二次淬火热处理工艺，材料采用GCr15轴承钢，其特征在于包括如下步骤：1)将轴承套圈奥氏体化加热至840～860℃，保温30分钟；然后在240～320℃盐浴炉内进行预淬火处理，保温时间小于1分钟；2)然后将轴承套圈淬火至150～180℃盐浴炉内停留5分钟，在50～80℃水槽内清洗后烘干，最后进行回火处理。本发明能有效降低轴承套圈淬火过程中热应力的影响，从而大幅提高淬火成品合格率并省去常规分级淬火后油冷过程带来的油盐混合清洗困难问题，整个工艺所需时间几乎不变，易于操作控制。

Description

一种改善轴承套圈淬火变形的二次淬火热处理工艺
技术领域
本发明属于机械加工工艺的技术领域，尤其涉及一种改善轴承套圈淬火变形的二次淬火热处理工艺。
背景技术
轴承作为高速铁路、精密机床、风力发电机等重大装备关键零部件，其技术水平直接决定了整个装备制造业整体的发展水平。轴承包含套圈(包含内圈和外圈)、滚动体和保持架三大组件。其中，套圈的重量和制造成本占整个轴承产品的60～70％，属于轴承最重要的组成部件，轴承套圈的淬火变形控制一直是轴承生产制造中的关键技术，过大的变形量会制约后续磨加工工序的生产效率和产品质量，影响公司的经济效益。
以GCr15轴承钢为主要材料的轴承套圈，淬火工艺为常规马氏体淬火，热处理淬火变形普遍存在，例如：圆度、锥度、平面度等。轴承套圈淬火变形主要是主要是由于套圈淬火时不等时的热应力和相变应力交互作用的结果。在加热的过程中由于套圈的加热方式、摆放方式、产品几何形状及接触面平整度等导致套圈局部受热不均匀，产生热应力导致变形。现在工厂普遍使用的网带炉在加热时基本上不考虑加热过程中的变形问题。此时，淬火变形才是引起轴承套圈变形的主要原因，应该给予重视。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改善轴承套圈淬火变形的二次淬火热处理工艺，通过二次盐浴淬火处理，利用第一次淬火时不产生相变应力而降低热应力的影响，二次淬火只引入相变应力的思路，改善轴承套圈淬火变形，从而大幅提高轴承套圈成品合格率、提高生产效率和经济效益。此外，还避免了常规分级淬火后油盐混合带来的清洗困难及环境污染问题。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种改善轴承套圈淬火变形的二次淬火热处理工艺，其特征在于，它包括如下步骤：
1)将轴承套圈按正常升温速率加热至一定温度，保温一段时间；
2)将轴承套圈快速淬火至特定温度的盐浴炉内，进行保温处理；
3)迅速将步骤2)中保温后的轴承套圈淬火至设定温度并保温，最后水洗烘干。
按上述方案，所述步骤1)中加热温度范围为840～860℃，保温30分钟。
按上述方案，所述步骤2)中的特定温度为240～320℃，保温时间小于1分钟。
按上述方案，所述步骤3)中的设定温度为150～180℃，保温时间为5分钟，最后在50～80℃水槽内清洗后烘干。
本发明的有益效果是：提供一种改善轴承套圈淬火变形的二次淬火热处理工艺，能够综合利用两次盐浴炉对热处理热应力和相变应力的合理控制，来改善淬火变形。而且，相对于传统分级淬火工艺，本发明工艺全程不需要淬火油，避免了分级淬火后油冷带来的油盐混合难以清洗及分离的困难，易于实施，时间和能源消耗小，显著降低轴承套圈淬火变形，提高成品率。
附图说明
图1为本发明一个实施例的二次淬火热处理工艺流程图。
具体实施方式
如图1所示，一种改善轴承套圈淬火变形的二次淬火热处理工艺，其特征在于，它包括如下步骤：
1)将轴承套圈按正常升温速率加热至一定温度，保温一段时间；
2)将轴承套圈快速淬火至特定温度的盐浴炉内，进行保温处理；
3)迅速将步骤2)中保温后的轴承套圈淬火至设定温度并保温，最后水洗烘干。
步骤1)中加热温度范围为840～860℃，保温30分钟。
步骤2)中的特定温度为240～320℃，保温时间小于1分钟。
步骤3)中的设定温度为150～180℃，保温时间为5分钟，最后在50～80℃水槽内清洗后烘干。
实施例一
以某型号机床主轴轴承套圈为例，一种改善轴承套圈淬火变形的二次淬火热处理方法包括如下步骤：
1)将GCr15轴承钢套圈加热至845℃，保温30分钟；
2)将套圈一次淬火至240℃的盐浴炉内，保温时间55秒；
3)变形控制：将2)中轴承套圈迅速淬火至170℃，保温时间为8分钟，最后在65℃水槽内清洗后烘干。
对按上述二次淬火热处理工艺方法和传统热QT处理工艺及常规分级淬火工艺获得的轴承套圈的淬火变形比较结果如表1所示：
表1不同热处理工艺下的圆度和平行度对比
从上表对比可知：本方法在保证硬度与传统热处理工艺和分级淬火相当的前提下，大幅度改善了轴承套圈淬火变形，说明了本方法使轴承套圈的淬火变形控制优于传统QT淬火工艺和分级淬火工艺，而且清洗便捷，整个工艺所需时间几乎不变，易于操作控制。
上述实例仅是对本发明有效性和可行性的实例论证，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的工作原理所实施的任何具体的简单变更、等同变化和修饰，均仍属于本发明的范围内。

Claims (4)

1.一种改善轴承套圈淬火变形的二次淬火热处理工艺，其特征在于，它包括如下步骤：
1)将轴承套圈按正常升温速率加热至一定温度，保温一段时间；
2)将轴承套圈快速淬火至特定温度的盐浴炉内，进行保温处理；
3)迅速将步骤2)中保温后的轴承套圈淬火至设定温度并保温，最后水洗烘干。
2.根据上述权利要求1所述的一种改善轴承套圈淬火变形的二次淬火热处理工艺，其特征在于，所述步骤1)中加热温度范围为840～860℃，保温30分钟。
3.根据上述权利要求1所述的一种改善轴承套圈淬火变形的二次淬火热处理工艺，其特征在于，所述步骤2)中的特定温度为240～320℃，保温时间小于1分钟。
4.根据上述权利要求1所述的一种改善轴承套圈淬火变形的二次淬火热处理工艺，其特征在于，所述步骤3)中的设定温度为150～180℃，保温时间为5分钟，最后在50～80℃水槽内清洗后烘干。
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