CN113174466A - 40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法 - Google Patents

40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法 Download PDF

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Abstract

40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法，涉及热处理技术领域，本发明根据感应淬火轴承套圈（3）的形状、尺寸和技术要求设计感应器（7）和感应淬火工装，设置感应淬火工艺参数后对套圈进行感应淬火，然后对感应淬火后的套圈立即进行第一次回火，然后对回火后的感应淬火套圈进行冷处理和二次回火处理，使淬火后套圈的表面硬度和硬化层深度满足设计要求等，本发明具有操作简便，使用效果好等特点，适合大范围的推广和应用。

Description

40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法
技术领域
本发明涉及热处理技术领域，具体涉及一种40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法。
背景技术
已知的，轴承的使用寿命取决于轴承零件自身的接触疲劳寿命、强度以及尺寸稳定性。热处理可以提高零件的硬度和耐磨性能，从而提高轴承的接触疲劳性能和寿命。感应热处理具有工件畸变小、生产效率高、节能环保、工艺过程易于实现机械化和自动化等优点，因而对感应热处理的应用越来越广泛。
目前轴承的感应热处理工艺主要应用在特大型转盘轴承上，大部分感应淬火套圈的材料为中碳结构钢。对高氮不锈轴承钢进行感应热处理还未见有报道，由于高氮不锈轴承钢的淬透性好，套圈尺寸较小，硬化层深度偏差和显微组织要求严格，需要对感应淬火过程中的各种加工参数进行严格的控制，那么如何提供一种40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法就显得尤为重要。
发明内容
为克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法，本发明通过对感应淬火后的套圈立即进行第一次回火，然后对回火后的感应淬火套圈进行冷处理和二次回火处理，使套圈满足淬火要求，本发明具有操作简便，使用效果好等特点。
为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：
40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法，所述感应淬火方法具体包括如下步骤：
第一步、首先根据套圈的形状、尺寸和技术要求制作感应器和感应淬火工装；
第二步、接上步，将感应器和感应淬火工装安装到感应淬火工位上；
第三步、接上步，设置感应淬火工艺参数；
第四步、接上步，将套圈放置在感应淬火工装上，启动感应淬火程序，套圈经过前清洗和烘干后传送到感应淬火工位上；
第五步、接上步，对放置在感应淬火工位的套圈进行感应淬火，然后对感应淬火后的套圈进行第一次回火；
第六步、接上步，对回火后的套圈进行冷处理和二次回火处理。
所述的40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法，所述第一步中技术要求主要包括感应淬火的硬度和淬硬层深度。
所述的40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法，所述第一步中感应淬火工装包括上模具、屏蔽环和下模具，所述下模具设置在感应淬火工位中的旋转托盘上，在下模具上固定有套圈，在套圈的上面设有上模具，在所述上模具的内腔设有屏蔽环，所述套圈的内缘面套接在感应器上。
所述的40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法，所述下模具与旋转托盘之间设有淬火盘底座。
所述的40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法，所述感应器与套圈内缘面上滚道的距离为4～6mm。
所述的40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法，所述第三步中感应淬火工艺参数中感应淬火的频率为20～30KHZ，功率为150～230KW，工作电压为380V。
所述的40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法，所述第三步中感应淬火工艺参数中轴承零件旋转速度为200r/min～240r/min，加热时间为4～10s，淬火液喷射速度30～60L/min，淬火液喷射时间为5～15s。
所述的40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法，所述第五步中第一次回火温度为155℃±5℃，回火时间为3.5h±0.5h。
所述的40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法，所述第六步中冷处理的温度为-80℃±5℃，冷处理时间为2h。
所述的40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法，所述第六步中第二次回火温度为155℃±5℃，回火时间为3.5h±0.5h。
采用如上所述的技术方案，本发明具有如下所述的优越性：
本发明根据感应淬火轴承套圈的形状、尺寸和技术要求设计感应器和感应淬火工装，设置感应淬火工艺参数后对套圈进行感应淬火，然后对感应淬火后的套圈立即进行第一次回火，然后对回火后的感应淬火套圈进行冷处理和二次回火处理，使淬火后套圈的表面硬度和硬化层深度满足设计要求等，本发明具有操作简便，使用效果好等特点，适合大范围的推广和应用。
附图说明
图1为本发明实施例中感应淬火工装的结构示意图；
图2为本发明实施例中套圈的结构示意图；
在图中：1、上模具；2、屏蔽环；3、套圈；301、滚道；4、下模具；5、淬火盘底座；6、旋转托盘；7、感应器。
具体实施方式
通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例；
首先需要说明的是，本发明在描述结构时采用的“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
结合附图1、2所述的40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法，所述感应淬火方法具体包括如下步骤：
第一步、首先根据套圈3的形状、尺寸和技术要求制作合适的感应器7和感应淬火工装；所述技术要求主要包括感应淬火的硬度和淬硬层深度，如图1、2所示，所述感应淬火工装包括上模具1、屏蔽环2和下模具4，所述下模具4设置在感应淬火工位中的旋转托盘6上，在下模具4与旋转托盘6之间设有淬火盘底座5，在下模具4上固定有套圈3，在套圈3的上面设有上模具1，在所述上模具1的内腔设有屏蔽环2，所述套圈3的内缘面套接在感应器7上，实施时，下模具4用来固定套圈3的位置，上模具1用来压紧套圈3，屏蔽环2的作用是控制感应淬火层的分布，其中感应器7如图2所示，感应器7的形状与待淬火套圈3上滚道301的形状相同，并且保证感应淬火时感应器7距离滚道301各部分的距离为4～6mm；
第二步、接上步，将感应器7和感应淬火工装安装到感应淬火工位上；
第三步、接上步，设置感应淬火工艺参数；实施时，感应淬火工艺参数中感应淬火的频率为20～30KHZ，功率为150～230KW，工作电压为380V，感应淬火工艺参数中轴承零件旋转速度为200r/min～240r/min，加热时间为4～10s，淬火液喷射速度30～60L/min，淬火液喷射时间为5～15s；
第四步、接上步，将套圈3放置在感应淬火工装上，启动感应淬火程序，套圈3经过前清洗和烘干后传送到感应淬火工位上；
第五步、接上步，对放置在感应淬火工位的套圈3进行感应淬火，然后对感应淬火后的套圈3进行第一次回火；实施时，第一次回火温度为155℃±5℃，回火时间为3.5h±0.5h；
第六步、接上步，对回火后的套圈3进行冷处理和二次回火处理，所述冷处理的温度为-80℃±5℃，即为零下80℃±5℃，冷处理时间2h，所述第二次回火温度为155℃±5℃，回火时间为3.5h±0.5h。
本发明的具体实施例如下：
实施例一：
如图2所示，套圈3感应淬火的位置为滚道301，技术要求为感应淬火后的硬度≥58HRC，硬化层深度为1.0～1.5mm。
第一步，根据套圈的形状尺寸和技术要求设计感应淬火工装和感应器7，感应淬火工装及感应器7的具体结构如图1所示，感应器7的形状与待淬火套圈3上滚道301的形状相同，并且保证感应淬火时感应器7距离滚道301各部分的距离为6mm。
第二步、将上模具1、屏蔽环2、下模具4和感应器7按照附图1的示意图安装到感应淬火工位上；
第三步、设置感应淬火参数，感应淬火的频率为30KHZ，功率为150KW，工作电压为380V；轴承零件旋转速度为200r/min，加热时间为4s，淬火液喷射速度（流量）30L/min，淬火液喷射时间为5s；
第四步、将待感应淬火套圈3放置于下模具4上，启动感应淬火程序，轴承零件经过前清洗和烘干后传送到感应淬火工位上；
第四步、对放置在感应淬火工位的套圈3进行感应淬火，感应淬火后的套圈3进行第一次回火，第一次回火温度为150℃，回火时间为3h；
第六步、对回火后的感应淬火套圈3进行冷处理和第二次回火处理，冷处理的温度为-75℃，时间为2h；第二次回火温度为150℃，回火时间为3h。
实施例二：
如图2所示，套圈3感应淬火的位置为滚道301，技术要求为感应淬火后的硬度≥58HRC，硬化层深度为2.0～2.5mm。
第一步，根据套圈的形状尺寸和技术要求设计感应淬火工装和感应器7，感应淬火工装及感应器7的具体结构如图1所示，感应器7的形状与待淬火套圈3上滚道301的形状相同，并且保证感应淬火时感应器7距离滚道301各部分的距离为5mm。
第二步、将上模具1、屏蔽环2、下模具4和感应器7按照附图1的示意图安装到感应淬火工位上；
第三步、设置感应淬火参数，感应淬火的频率为26KHZ，功率为190KW，工作电压为380V；轴承零件旋转速度为220r/min，加热时间为7s，淬火液喷射速度（流量）40L/min，淬火液喷射时间为10s；
第四步、将待感应淬火套圈3放置于下模具4上，启动感应淬火程序，轴承零件经过前清洗和烘干后传送到感应淬火工位上；
第四步、对放置在感应淬火工位的套圈3进行感应淬火，感应淬火后的套圈3进行第一次回火，第一次回火温度为155℃，回火时间为3.5h；
第六步、对回火后的感应淬火套圈3进行冷处理和第二次回火处理，冷处理的温度为-80℃，时间为2h；第二次回火温度为155℃，回火时间为3.5h。
实施例三：
如图2所示，套圈3感应淬火的位置为滚道301，技术要求为感应淬火后的硬度≥58HRC，硬化层深度为3.0～3.5mm。
第一步，根据套圈的形状尺寸和技术要求设计感应淬火工装和感应器7，感应淬火工装及感应器7的具体结构如图1所示，感应器7的形状与待淬火套圈3上滚道301的形状相同，并且保证感应淬火时感应器7距离滚道301各部分的距离为4mm。
第二步、将上模具1、屏蔽环2、下模具4和感应器7按照附图1的示意图安装到感应淬火工位上；
第三步、设置感应淬火参数，感应淬火的频率为20KHZ，功率为230KW，工作电压为380V；轴承零件旋转速度为240r/min，加热时间为10s，淬火液喷射速度（流量）60L/min，淬火液喷射时间为15s；
第四步、将待感应淬火套圈3放置于下模具4上，启动感应淬火程序，轴承零件经过前清洗和烘干后传送到感应淬火工位上；
第四步、对放置在感应淬火工位的套圈3进行感应淬火，感应淬火后的套圈3进行第一次回火，第一次回火温度为160℃，回火时间为4h；
第六步、对回火后的感应淬火套圈3进行冷处理和第二次回火处理，冷处理的温度为-85℃，时间为2h；第二次回火温度为160℃，回火时间为4h。
经检验，感应淬火套圈的表面硬度≥58HRC，不同硬化层深度为1.0~3.5mm，满足技术要求。
本发明不仅适用于40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢的感应淬火，同样也适用于其它牌号的高氮不锈轴承钢的感应淬火。
本发明未详述部分为现有技术。
为了公开本发明的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (10)

1.40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法，其特征是：所述感应淬火方法具体包括如下步骤：
第一步、首先根据套圈（3）的形状、尺寸和技术要求制作感应器（7）和感应淬火工装；
第二步、接上步，将感应器（7）和感应淬火工装安装到感应淬火工位上；
第三步、接上步，设置感应淬火工艺参数；
第四步、接上步，将套圈（3）放置在感应淬火工装上，启动感应淬火程序，套圈（3）经过前清洗和烘干后传送到感应淬火工位上；
第五步、接上步，对放置在感应淬火工位的套圈（3）进行感应淬火，然后对感应淬火后的套圈（3）进行第一次回火；
第六步、接上步，对回火后的套圈（3）进行冷处理和二次回火处理。
2.根据权利要求1所述的40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法，其特征是：所述第一步中技术要求主要包括感应淬火的硬度和淬硬层深度。
3.根据权利要求1所述的40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法，其特征是：所述第一步中感应淬火工装包括上模具（1）、屏蔽环（2）和下模具（4），所述下模具（4）设置在感应淬火工位中的旋转托盘（6）上，在下模具（4）上固定有套圈（3），在套圈（3）的上面设有上模具（1），在所述上模具（1）的内腔设有屏蔽环（2），所述套圈（3）的内缘面套接在感应器（7）上。
4.根据权利要求3所述的40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法，其特征是：所述下模具（4）与旋转托盘（6）之间设有淬火盘底座（5）。
5.根据权利要求3所述的40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法，其特征是：所述感应器（7）与套圈（3）内缘面上滚道（301）的距离为4～6mm。
6.根据权利要求1所述的40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法，其特征是：所述第三步中感应淬火工艺参数中感应淬火的频率为20～30KHZ，功率为150～230KW，工作电压为380V。
7.根据权利要求1所述的40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法，其特征是：所述第三步中感应淬火工艺参数中轴承零件旋转速度为200r/min～240r/min，加热时间为4～10s，淬火液喷射速度30～60L/min，淬火液喷射时间为5～15s。
8.根据权利要求1所述的40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法，其特征是：所述第五步中第一次回火温度为155℃±5℃，回火时间为3.5h±0.5h。
9.根据权利要求1所述的40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法，其特征是：所述第六步中冷处理的温度为-80℃±5℃，冷处理时间为2h。
10.根据权利要求1所述的40Cr15Mo2VN高氮不锈轴承钢感应淬火方法，其特征是：所述第六步中第二次回火温度为155℃±5℃，回火时间为3.5h±0.5h。
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