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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