CN110760653B - 一种防止轴承钢脱碳的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及金属热处理方法相关领域，更具体地说，它涉及一种防止轴承钢脱碳的控制方法，其技术方案要点是：一种防止轴承钢脱碳的控制方法，包括：轴承钢在热处理炉内快速提温，升温时间3～4小时，升温至810℃；炉内通入氮气保护气氛，控制水份含量轴承钢进入第一阶段保温区，控制炉内水份含量小于0.05％，保温温度范围790～810℃，保温时间2.0～2.5小时；轴承钢进入第二阶段保温区，710～730℃，保温时间3.8～4.3小时；轴承钢进入炉内缓冷区，缓冷至650℃～670℃；轴承钢进入后续水冷套缓冷区，降至190℃～210℃出炉。本发明具有减少轴承钢棒材的脱碳，控制轴承钢棒材新增脱碳层在0.08mm以下的优点。

Description

一种防止轴承钢脱碳的控制方法
技术领域
本发明涉及金属热处理方法相关领域，更具体地说，它涉及一种防止轴承钢脱碳的控制方法。
背景技术
轴承钢是当今特钢品种中不可忽略的一种，它在滚动轴承生产和制造中有着至关重要的意义。GCr15轴承钢在氮气保护气氛辊底式热处理炉经过等温球化退火处理，可以获得均匀分布的细粒状珠光体组织，硬度降至HB179～ 207，不仅便于切削等机械加工，也为防止以后的淬火过热和开裂，获得良好的综合机械性能等作了必要的组织准备，有利于获得淬火效果均一、提高淬火硬度、提高耐磨性和抗点蚀性等轴承的性能。
上述方案存在缺陷：在球化退火时奥氏化是“不完全”的，只是片状珠光体转变成奥氏体，及少量过剩碳化物溶解。在轴承钢棒材的球化退火热处理过程中，往往会发生钢材的脱碳现象，造成轴承钢品质降低。脱碳的发生会降低钢的淬火硬度和耐磨性，使其使用寿命降低。同时，脱碳会降低钢的疲劳强度，导致产品使用中发生早期疲劳损坏。此外，脱碳会引起钢坯热处理时的变形和裂纹等。目前，在国标《GBT18254-2016高碳铬轴承钢》中对于脱碳的基本要求为小于公称直径的1％，但通过对近1年我厂轴承钢球化退火订单的调查显示，由于热处理工艺等因素的影响，目前轴承钢脱碳率在1％以上的达到了43.8％，已经属于不合格产品，轴承钢脱碳率在0.8％-0.9％的产品占到了30.3％，这部分产品虽满足当前的国家最低标准，但对于质量要求较高的产品是很难达到要求。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种防止轴承钢脱碳的控制方法，具有减少轴承钢棒材的脱碳，控制轴承钢棒材新增脱碳层在0.08mm以下的优点。
一种防止轴承钢脱碳的控制方法，包括：
控制轴承钢在热处理炉内提温，升温时间3～4小时，升温至810℃；
炉内通入氮气保护气氛，控制水份含量；
轴承钢进入第一阶段保温区，控制炉内水份含量小于0.05％，保温温度范围790～810℃，保温时间2.0～2.5小时；
轴承钢进入第二阶段保温区，710～730℃，保温时间3.8～4.3小时；
轴承钢进入炉内缓冷区，缓冷至650℃～670℃；
轴承钢进入后续水冷套缓冷区，降至190℃～210℃出炉。
在一个实施例中，在第一阶段保温步骤之后，还包括：
控制轴承钢进入快速降温区，进行快速降温操作，降温至735～745℃。
在一个实施例中，在炉内通入氮气保护气氛的气氛之后，还包括：
对提温过程热处理炉的炉内气氛进行检测，通过合理调节前、中、后各段氮气进气流量来控制炉内氮气循环速率，控制升温区炉内水份含量小于 0.3％，其他控温区控制水份含量小于0.05％。
在一个实施例中，所述热处理炉的入口和出口均设置有两道密封帘，以对棒材的进炉/出炉过程进行密封。
在一个实施例中，基于所述热处理炉内安装的露点仪，对炉内气氛中水份含量进行实时测量。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
轴承钢在通过提升至810℃后通入氮气保护气氛控制水份含量，在经过多阶段保温缓冷后，相比较于普通球化退火处理的轴承钢，其脱碳层能控制在0.08mm以下，脱碳率1％以下的占比明显提高。
附图说明
图1是本实施例一种防止轴承钢脱碳的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
如图1所示，一种防止轴承钢脱碳的控制方法，包括：
步骤101：控制轴承钢在热处理炉内提温，升温时间3～4小时，升温至 810℃。
步骤102：炉内通入氮气保护气氛，控制水份含量。
步骤103：轴承钢进入第一阶段保温区，控制炉内水份含量小于0.05％，保温温度范围790～810℃，保温时间2.0～2.5小时。
步骤104：轴承钢进入第二阶段保温区，710～730℃，保温时间3.8～4.3 小时。
步骤105：轴承钢进入炉内缓冷区，缓冷至650℃～670℃。
步骤106：轴承钢进入后续水冷套缓冷区，降至190℃～210℃出炉。
轴承钢采用普通的球化退火方法处理后得到的是球状珠光体组织，其中的渗碳体呈球状颗粒，弥散分布在铁素体基体上，和片状珠光体相比，不但硬度低，便于切削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易长大，冷却时工件变形和开裂倾向小。而轴承钢在通过提升至810℃后通入氮气保护气氛控制水份含量，在经过多阶段保温缓冷后，相比较于普通球化退火处理的轴承钢，其脱碳层能控制在0.08mm以下，脱碳率1％以下的占比明显提高。
在一个实施例中，在第一阶段保温步骤之后，还包括：
控制轴承钢进入快速降温区，进行快速降温操作，降温至735～745℃。
经过快速降温区后达到合适的温度，以便进行第二阶段的保温处理。
在一个实施例中，在炉内通入氮气保护气氛的气氛之后，还包括：
对提温过程热处理炉的炉内气氛进行检测，通过合理调节前、中、后各段氮气进气流量来控制炉内氮气循环速率，控制升温区炉内水份含量小于 0.3％，其他控温区控制水份含量小于0.05％。
氮气经过干燥处理后，通过控制氮气的循环速率，以控制炉内的水份含量。
在一个实施例中，热处理炉的入口和出口均设置有两道密封帘，以对棒材的进炉/出炉过程进行密封。
在热处理炉的入口和出口设置密封帘提高密封性能，减少炉内氮气的流失，提高炉内氮气的循环效率。
在一个实施例中，基于热处理炉内安装的露点仪，对炉内气氛中水份含量进行实时测量。
通过露点仪对氮气的水份进行检测，保证热处理炉内的水份含量符合要求，在水份含量超标时可以及时调整。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种防止轴承钢脱碳的控制方法，其特征在于：包括：
控制轴承钢在热处理炉内提温，升温时间3～4小时，升温至810℃；
炉内通入氮气保护气氛，控制水份含量；
轴承钢进入第一阶段保温区，控制炉内水份含量小于0.05％，保温温度范围790～810℃，保温时间2.0～2.5小时；
轴承钢进入第二阶段保温区，710～730℃，保温时间3.8～4.3小时；
轴承钢进入炉内缓冷区，缓冷至650℃～670℃；
轴承钢进入后续水冷套缓冷区，降至190℃～210℃出炉。
2.根据权利要求1所述的一种防止轴承钢脱碳的控制方法，其特征在于，在第一阶段保温步骤之后，还包括：
控制轴承钢进入快速降温区，进行快速降温操作，降温至735～745℃。
3.根据权利要求1所述的一种防止轴承钢脱碳的控制方法，其特征在于，在炉内通入氮气保护气氛的气氛之后，还包括：
对提温过程热处理炉的炉内气氛进行检测，通过合理调节前、中、后各段氮气进气流量来控制炉内氮气循环速率，控制升温区炉内水份含量小于0.3％，其他控温区控制水份含量小于0.05％。
4.根据权利要求1所述的一种防止轴承钢脱碳的控制方法，其特征在于：所述热处理炉的入口和出口均设置有两道密封帘，以对棒材的进炉/出炉过程进行密封。
5.根据权利要求1所述的一种防止轴承钢脱碳的控制方法，其特征在于：基于所述热处理炉内安装的露点仪，对炉内气氛中水份含量进行实时测量。
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