RU2686403C1 - Method for heat treatment of steel bearing ring - Google Patents
Method for heat treatment of steel bearing ring Download PDFInfo
- Publication number
- RU2686403C1 RU2686403C1 RU2018115295A RU2018115295A RU2686403C1 RU 2686403 C1 RU2686403 C1 RU 2686403C1 RU 2018115295 A RU2018115295 A RU 2018115295A RU 2018115295 A RU2018115295 A RU 2018115295A RU 2686403 C1 RU2686403 C1 RU 2686403C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heating
- ring
- temperature
- bearing
- heat treatment
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 16
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims abstract description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 15
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 15
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 13
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 102220479482 Puromycin-sensitive aminopeptidase-like protein_C21D_mutation Human genes 0.000 description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Inorganic materials [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 2
- 102220057728 rs151235720 Human genes 0.000 description 2
- 235000018734 Sambucus australis Nutrition 0.000 description 1
- 244000180577 Sambucus australis Species 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
- C21D1/25—Hardening, combined with annealing between 300 degrees Celsius and 600 degrees Celsius, i.e. heat refining ("Vergüten")
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и металлообработки, в частности, к термической обработке колец подшипников, которые эксплуатируются в авиационной промышленности, в том числе, к способу обработки подшипникового кольца из стали 8Х4 В9Ф2 (ЭИ-347), и может быть использовано при производстве деталей подшипников, в частности, колец.The invention relates to the field of mechanical engineering and metalworking, in particular, to heat treatment of bearing rings that are used in the aviation industry, including the method of processing the bearing ring of steel 8x4 V9F2 (EI-347), and can be used in the production of bearing parts in particular the rings.
Из уровня техники известно техническое решение «СПОСОБ ЗАКАЛКИ КОЛЕЦ ПОДШИПНИКА КАЧЕНИЯ И ПОДШИПНИК КАЧЕНИЯ» по патенту РФ на изобретение №2493269, МПК C21D 9/40, C21D 1/42, С22С 38/20, F16C 33/64, F16C 33/32, опубликован 20.06.2013. В известном решении способ закалки подшипника качения включает предварительную закалку материала колец, последующую индукционную закалку с нагревом по меньшей мере части материала колец и их охлаждением, при этом предварительную закалку осуществляют в виде объемной закалки колец из стали, содержащей, мас. %: С 0,95-1,05, Si 0,15-0,3, Mn 0,15-0,3, Cr 0,35-0,5, Ni, Cu не больше 0,3, Р, S не больше 0,3 и Fe, путем их нагрева до температуры 830-870°С и выдержки общим временем не меньше 1 ч с последующим охлаждением, а индукционную закалку осуществляют путем нагрева поверхностного слоя кольца током высокой частоты при общей продолжительности нагрева 15-50 с до температуры 820-1050°C с последующим охлаждением на протяжении 4-10 с до температуры ниже температуры начала мартенситного преобразования с последующим охлаждением на протяжении 30-60 с до температуры окружающей среды.The prior art technical solution "Method of hardening the rings of the roll bearing and roll bearing" for the RF patent for invention №2493269, IPC C21D 9/40, C21D 1/42, С22С 38/20, F16C 33/64, F16C 33/32, published 06/20/2013. In the known solution, the method of quenching the rolling bearing includes pre-quenching the material of the rings, the subsequent induction quenching with heating at least part of the material of the rings and cooling them, while the preliminary quenching is carried out in the form of bulk quenching of the rings from steel containing, by weight. %: C 0.95-1.05, Si 0.15-0.3, Mn 0.15-0.3, Cr 0.35-0.5, Ni, Cu not more than 0.3, P, S not more than 0.3 and Fe, by heating them to a temperature of 830-870 ° C and holding a total time of not less than 1 hour, followed by cooling, and induction hardening is carried out by heating the surface layer of the ring with a high frequency current with a total heating time of 15-50 s to a temperature of 820-1050 ° C, followed by cooling for 4-10 s to a temperature below the temperature of the beginning of the martensitic transformation, followed by cooling for 30-60 s to ambient temperature.
Недостатком известного решения является низкая технологичность, так как предварительная и окончательная закалки выполняются на разных этапах, кроме того, индукционный нагрев не обеспечивает равномерного нагрева заготовки, что отрицательно влияет на качество обрабатываемых деталей. А нагрев заготовки в среде, не исключающей окислительные процессы, приводит к увеличению вероятности появления дефектных слоев, образующихся в процессе нагрева.A disadvantage of the known solution is low manufacturability, since the preliminary and final hardening are performed at different stages, in addition, induction heating does not provide uniform heating of the workpiece, which negatively affects the quality of the workpieces. And heating the workpiece in an environment that does not preclude oxidative processes, leads to an increase in the probability of the appearance of defective layers formed during the heating process.
Из существующего уровня техники известен повсеместно применимый незапатентованный способ изготовления подшипникового кольца. Согласно данному способу предварительно подогревают до 820-830°С соляные ванны или печи камерного типа. Время предварительного подогрева устанавливают в зависимости от типа используемого оборудования и величины садки. После подогрева садка перемещается в соляную ванну с односторонним расположением электродов для окончательного нагрева под закалку. При окончательном нагреве до температур 1200-1240°С используют соляные ванны с выдержкой 8-10 секунд на 1 мм сечения, но не менее 20-ти секунд для деталей до 25 мм сечения и 6-8 секунд для деталей свыше 25 мм сечения. Объем садки должен обеспечивать незначительное снижение температуры используемой ванны с расплавом соли. Последующее охлаждение производится в закалочных маслах И-12А или И-20А (ГОСТ 20799), МЗМ 16 (ТУ 38.101.135) при температурах 80-130°С. Далее производится 3-х кратный технологический отпуск в селитровых ваннах или печах камерного типа при температурах 565-580°C с охлаждением садки после каждого отпуска до температур не выше 50°С. При этом перерыв между закалкой и первым отпуском не должен превышать 4-х часов. По окончании проведения указанных операций производится предварительная промывка обрабатываемых деталей в соответствующих горячих моющих растворах и последующая дробеочистка от остатков солей. Подбор окончательных режимов термической обработки ведется для каждой партии деталей подшипников (кольца) отдельно методом проведения пробных закалок. Повторная закалка партии не допускается. Контроль и регулировка температур расплавов соляных ванн в процессе обработки производится при помощи радиационных пирометров.From the current level of technology known universally applicable unpatented method of manufacturing a bearing ring. According to this method, salt baths or chamber-type furnaces are preheated to 820-830 ° C. Preheating time is set depending on the type of equipment used and the size of the charge. After heating, the cage is moved to a salt bath with a one-sided arrangement of electrodes for the final heating for quenching. In the final heating to temperatures of 1200–1240 ° C, salt baths are used with an exposure time of 8–10 seconds per 1 mm cross section, but not less than 20 seconds for parts up to 25 mm cross section and 6–8 seconds for parts above 25 mm cross section. The volume of the set should provide a slight decrease in the temperature of the used bath with molten salt. Subsequent cooling is performed in quenching oils I-12A or I-20A (GOST 20799), MZM 16 (TU 38.101.135) at temperatures of 80-130 ° C. Next, a 3-fold technological tempering is performed in saltpeter baths or chamber-type furnaces at temperatures of 565-580 ° C with cooling of the charge after each tempering to temperatures not higher than 50 ° C. At the same time, the interval between quenching and the first release should not exceed 4 hours. At the end of these operations, the parts are pre-washed in the appropriate hot cleaning solutions and the subsequent fractional cleaning of salt residues. Selection of the final heat treatment regimes is carried out for each batch of bearing parts (rings) separately using the test hardening method. Re-hardening of the party is not allowed. Control and adjustment of the temperature of molten salt baths in the process of processing is carried out using radiation pyrometers.
Недостатками данного решения являются низкая технологичность и недостаточно высокое качество получаемых изделий, связанное с возможными отклонениями от технологического процесса. При указанном способе используются не достаточно точные средства измерения и регулировки температур (оптические пирометры) из-за большой инертности расплавов солей точность регулирования может достигать 20-300 С. А также большое влияние оказывает человеческий фактор, так как все перемещения по циклу производятся вручную, а времена выдержки в соляных ваннах измеряются секундами и их несоблюдение приводит к изменениям в структуре исходной заготовки. Известный способ предусматривает трудоемкую подготовку изделий к обработке (формирование садки), объем обрабатываемых деталей ограничен, присутствуют вредные производственные факторы для оператора, например, температурное воздействие.The disadvantages of this solution are low manufacturability and insufficient quality of the products obtained, due to possible deviations from the process. With this method, not sufficiently accurate means of measuring and adjusting temperatures (optical pyrometers) are used because of the high inertia of the molten salts, the control accuracy can reach 20-300 C. And the human factor also has a great influence, since all movements along the cycle are made manually, and exposure times in salt baths are measured in seconds and their non-compliance leads to changes in the structure of the original billet. The known method provides for time-consuming preparation of products for processing (formation of the charge), the volume of workpieces is limited, there are harmful production factors for the operator, for example, temperature effects.
В качестве наиболее близкого аналога выбран «Способ термической обработки колец приборных подшипников» по патенту №SU 1084318, МПК C21D 9/40, опубликован 07.04.1984. В известном решении выполняют нагрев кольца, охлаждение и отпуск, при этом нагрев под закалку осуществляют в вакууме со скоростью не более 40°С./мин., а затем охлаждают в несколько этапов с разной скоростью.As the closest analogue, the “Method of heat treatment of instrument bearing rings” was selected under patent No. SU 1084318, IPC C21D 9/40, published on 07.04.1984. In a known solution, the ring is heated, cooled and tempered, while heating for quenching is carried out in a vacuum at a rate of not more than 40 ° C / min, and then cooled in several stages at different speeds.
Недостатком известного способа является недостаточно стабильное качество получаемых изделий, связанное с тем, что большой диапазон температур и скорости охлаждения на каждом из этапов не может обеспечивать стабильное и единое качество для каждой партии изделий, подвергаемой обработке. При этом изменение скорости на каждом из этапов охлаждения требует сложной системы контроля температуры, что снижает технологичность процесса.The disadvantage of this method is not stable quality of the products, due to the fact that a large range of temperatures and cooling rates at each stage cannot provide a stable and uniform quality for each batch of products being processed. At the same time, the change in speed at each of the cooling stages requires a complex temperature control system, which reduces the manufacturability of the process.
Техническая задача заявляемого изобретения заключается в преодолении указанных недостатков известного способа и в создании способа обработки подшипникового кольца из стали, позволяющего повысить качество обработки деталей и технологичность процесса. Технический результат предлагаемого решения заключается в повышении технологичности способа обработки подшипникового кольца из стали и качества деталей, получаемых в результате обработки. При использовании предложенного решения существенно сокращается время цикла обработки в процессе производства и уменьшаются дефектные слои и уровень закалочных деформаций деталей подшипников.The technical problem of the claimed invention is to overcome these disadvantages of the known method and to create a method of processing a bearing ring of steel, which allows to improve the quality of machining and processability of the process. The technical result of the proposed solution is to improve the manufacturability of the method of processing the bearing ring of steel and the quality of parts obtained as a result of processing. Using the proposed solution, the processing cycle time during production is significantly reduced and defective layers and the level of quenching deformations of bearing components are reduced.
Заявляемый технический результат достигается за счет того, что способ обработки подшипникового кольца из стали, характеризующейся следующим процентным содержанием компонентов: вольфрам - 8,5-9,5, хром - 4,0-4,6, ванадий - 1,4-1,7, углерод - 0,7-0,8, марганец - ≤0,40, кремний - ≤0,40, никель -≤0,35, молибден - ≤0,3, фосфор - ≤0,03, - сера - ≤0,03, железо - остальное, включает ступенчатый нагрев заготовки в вакууме в замкнутой камере, при котором первоначально повышают температуру до 630-660°С и выдерживают в данной температуре заготовку в течение 3-15 минут, затем повышают температуру до 890-910°С и выдерживают в данной температуре заготовку в течение 3-15 минут, затем повышают температуру до 1070-1090°С и выдерживают в данной температуре заготовку в течение от 2-10 минут, затем повышают температуру со скоростью не менее 30°С в минуту до температуры 1200-1240°С и выдерживают заготовку в течение периода времени, рассчитываемого, исходя из расчета 40-60 секунд на 1 мм сечения заготовки, последующее охлаждение заготовки азотом с объемной долей не менее 99,99% под давлением 8-10 бар до 50°С в замкнутой камере и трехкратный отпуск при температурах 550-570°С в течение 1,5-3,5 часов.The claimed technical result is achieved due to the fact that the method of processing a bearing ring of steel, characterized by the following percentage of components: tungsten - 8.5-9.5, chromium - 4.0-4.6, vanadium - 1.4-1, 7, carbon - 0.7-0.8, manganese - ≤0.40, silicon - ≤0.40, nickel -≤0.35, molybdenum - ≤0.3, phosphorus - ≤0.03, - sulfur - ≤ 0.03, iron - the rest, includes stepwise heating of the workpiece in vacuum in a closed chamber, at which the temperature is initially raised to 630-660 ° C and kept at this temperature the workpiece for 3-15 minutes, then increase peratura to 890-910 ° C and hold the workpiece at this temperature for 3-15 minutes, then raise the temperature to 1070-1090 ° C and hold the workpiece at this temperature for from 2-10 minutes, then raise the temperature at a rate of at least 30 ° C per minute to a temperature of 1200-1240 ° C and hold the workpiece for a period of time calculated on the basis of 40-60 seconds per 1 mm cross-section of the workpiece, the subsequent cooling of the workpiece with nitrogen with a volume fraction of at least 99.99% under pressure 8-10 bar to 50 ° С in a closed chamber and three-time tempering at tempo Aturi 550-570 ° C for 1.5-3.5 hours.
Ступенчатый нагрев обрабатываемых деталей, когда температуру повышают по этапам, сначала до 630-660°С, затем до 890-910°С, затем до 1070-1090°С и выдерживают при каждой температуре заданное время, исходя из объема обрабатываемых деталей, позволяет обеспечить равномерный нагрев заготовки при проведении обработки, для подготовки исходной микроструктуры к последующим изменениям.Stepped heating of the workpieces, when the temperature is increased in stages, first to 630-660 ° C, then to 890-910 ° C, then to 1070-1090 ° C and maintained at each temperature for a specified time, based on the volume of the parts being processed, allows uniform heating of the workpiece during processing, to prepare the original microstructure for subsequent changes.
Дальнейшее повышение температуры со скоростью не менее 30°С в минуту до температуры 1200-1240°С и выдержка заготовки в течение периода времени, рассчитываемого, исходя из расчета 40-60 секунд на 1 мм сечения заготовки, обеспечивает окончательный нагрев заготовки для проведения охлаждения и получения необходимой микроструктуры и механических свойств в результате закалки.A further temperature increase at a speed of at least 30 ° C per minute to a temperature of 1200-1240 ° C and holding the workpiece for a period of time calculated on the basis of 40-60 seconds per 1 mm of the section of the workpiece provides the final heating of the workpiece for cooling and obtaining the required microstructure and mechanical properties as a result of quenching.
За счет равномерного распределения температуры в печи +/-5°С и, соответственно, более равномерного нагрева обрабатываемых заготовок, а также более точного исполнения заданных времен выдержки на технологических температурах (отчет времени выдержки начинается после подхода на необходимую температуру, из-за различного веса садок время подхода на необходимую температуру всегда разное) достигается сокращение уровня закалочных деформаций.Due to the uniform temperature distribution in the furnace +/- 5 ° C and, accordingly, more uniform heating of the workpieces, as well as more accurate execution of specified exposure times at process temperatures (the exposure time report starts after approaching the required temperature, due to different weights The set time at the required temperature is always different) a reduction in the level of quenching deformations is achieved.
Нагрев в вакууме позволяет обеспечить нагрев заготовки в среде, исключающей окислительные процессы, в целях минимизации вероятности появления дефектных слоев, образующихся в процессе нагрева. Обезуглероженный слой при таком виде обработки в процессе нагрева и охлаждения заготовки составляет 10-20 мкм (т.е. 10-15 раз меньше, чем при использовании соляных и селитровых ванн, когда при перемещении заготовки из ванн с расплавами солей происходит окисление поверхности на воздухе, что напрямую влияет на величину обезуглероженного слоя).Heating in vacuum allows the preform to be heated in an environment that eliminates oxidation processes in order to minimize the likelihood of defective layers appearing during heating. The decarburized layer with this type of treatment in the process of heating and cooling the workpiece is 10-20 microns (that is, 10-15 times less than when using salt and saltpeter baths, when the surface is oxidized in air when the workpiece is moved from the baths with molten salts that directly affects the size of the decarburized layer).
Охлаждение заготовки азотом с объемной долей не менее 99, 99% под давлением 8-10 бар до 50°С производят в замкнутой камере, что обеспечивает равномерное охлаждение всей садки с необходимой скоростью для получения необходимой микроструктуры в каждой заготовке, находящейся в садке, что также обеспечивает сокращение уровня закалочных деформаций.Cooling the billet with nitrogen with a volume fraction of at least 99, 99% under a pressure of 8-10 bar to 50 ° C is produced in a closed chamber, which ensures uniform cooling of the entire charge at the required speed to obtain the necessary microstructure in each workpiece in the charge, which also provides a reduction in the level of quenching deformations.
Трехкратный отпуск при температурах 550-570°С в течение 1,5-3,5 часов обеспечивает формирование окончательных параметров заготовки, требования к которым установлены в отраслевой документации.Three tempering at temperatures of 550-570 ° C for 1.5-3.5 hours ensures the formation of the final parameters of the workpiece, the requirements for which are set in the industry documentation.
Осуществление обработки в одном непрерывном цикле (закалка + отпуск), без перемещения деталей между этапами обработки, позволяет сократить технологический цикл, исключить трудоемкие вспомогательные операции подготовки деталей к обработке и последующей дробеотчистки (или пескоструйной обработки) поверхности деталей после проведения термической обработки операций от остатков расплавов солей, образующихся в процессе обработки в соляных ваннах, увеличить объем загружаемых деталей в печь по сравнению с соляными ваннами до 300 кг. Также исключается необходимость изготовления и использования специальной оснастки (крестовины и т.п.из жаропрочных сталей под каждый типоразмер деталей), исключаются вредные факторы воздействия на оператора.Processing in one continuous cycle (hardening + tempering), without moving parts between the processing steps, reduces the production cycle, eliminates time-consuming auxiliary operations of preparing parts for processing and subsequent crushing (or sandblasting) of the surface of the parts after heat treatment operations from residues of melts salts formed during treatment in salt baths, to increase the volume of loaded parts into the furnace in comparison with salt baths up to 300 kg. It also eliminates the need to manufacture and use special equipment (crosses, etc. from heat-resistant steels for each size of parts), eliminates harmful factors affecting the operator.
Заявляемый способ обработки подшипникового кольца может быть произведен, в частности, с использованием вакуумной однокамерной закалочной термической печи 15.VPT-4035/36IQN производства Seco/Warwick или аналогичном оборудовании, обеспечивающим поддержание заявляемых технологических параметров.The inventive method of processing a bearing ring can be produced, in particular, using a vacuum single-chamber quenching heat-treating furnace 15.VPT-4035 / 36IQN manufactured by Seco / Warwick or similar equipment ensuring the maintenance of the claimed technological parameters.
Результаты опытных работ, проведенных на базе ООО «ВЗСП» подтверждены положительными заключениями лабораторий на соответствие требований нормативно технической документации, нормам металлографического контроля и контроля твердости качества термической обработки деталей подшипников из стали 8Х4 В9Ф2 (ЭИ-347) в процессе проведения обработки.The results of the experimental work carried out on the basis of VZSP LLC are confirmed by the positive conclusions of the laboratories for compliance with the requirements of the regulatory technical documentation and the standards of metallographic control and hardness quality control of the heat treatment of bearing parts made of 8Х4 В9Ф2 (ЭИ-347) steel.
В качестве материала колец целесообразным является использование стали марки 8Х4 В9Ф2 (ЭИ-347), характеризующейся заявленным процентным содержанием компонентов. Заявленный способ обработки подшипникового кольца из указанной марки стали позволяет достичь технологических свойств стали по макроструктуре, микроструктуре и загрязненности, отвечающим требованиям отраслевых нормативных документов (ГОСТ и ТУ). При этом при обработке колец, изготовленных из заявленного состава стали, при нагреве в вакууме и последующем охлаждении азотом под давлением в замкнутой камере достигается сокращение закалочных деформаций порядка 30-40%, сокращение обезуглероженного слоя до 20 раз относительно классической технологии при соблюдении требований внутриотраслевой документации регламентирующей качество термической обработки.As the material of the rings, it is advisable to use steel grade 8X4 V9F2 (EI-347), which is characterized by the stated percentage of components. The claimed method of processing a bearing ring of the specified steel grade allows one to achieve the technological properties of the steel according to its macrostructure, microstructure and pollution, which meet the requirements of industry regulatory documents (GOST and TU). At the same time, when processing rings made from the claimed steel composition, when heated in vacuum and then cooled with nitrogen under pressure in a closed chamber, reduction of quenching deformations of about 30-40% is achieved, the decarburized layer is reduced by 20 times relative to the classical technology while observing the requirements of the internal documentation regulating heat treatment quality.
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018115295A RU2686403C1 (en) | 2018-04-25 | 2018-04-25 | Method for heat treatment of steel bearing ring |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018115295A RU2686403C1 (en) | 2018-04-25 | 2018-04-25 | Method for heat treatment of steel bearing ring |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2686403C1 true RU2686403C1 (en) | 2019-04-25 |
Family
ID=66314593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018115295A RU2686403C1 (en) | 2018-04-25 | 2018-04-25 | Method for heat treatment of steel bearing ring |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2686403C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2776341C1 (en) * | 2021-10-25 | 2022-07-19 | Открытое акционерное общество «ЕПК Самара» | Method for heat treatment of bearing parts made of heat-resistant bearing steel (variant) and the bearing part obtained by the specified method |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1084318A1 (en) * | 1982-12-23 | 1984-04-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Конструкторско-Технологический Институт Подшипниковой Промышленности | Method for heat treatment of rings of instrumentation bearings |
| RU85585U1 (en) * | 2008-07-17 | 2009-08-10 | Открытое акционерное общество "Завод авиационных подшипников" | BALL BEARING RADIAL SINGLE ROW |
| RU2372534C2 (en) * | 2007-06-07 | 2009-11-10 | Владислав Владимирович Смолянинов | Double-row angular-contact bearing for railway box |
| US8377238B2 (en) * | 2006-09-28 | 2013-02-19 | Rothe Erde Gmbh | Method for the thermomechanical treatment of seamless rings produced on radial-axial ring rolling machines |
| RU2493269C2 (en) * | 2011-11-09 | 2013-09-20 | Частное Акционерное Общество "У.П.Э.К." | Hardening method of rolling bearing rings, and rolling bearing |
| US20160348204A1 (en) * | 2015-05-25 | 2016-12-01 | Aktiebolaget Skf | Method for improving the structure of a steel component after heating and stell component obtained by the method |
-
2018
- 2018-04-25 RU RU2018115295A patent/RU2686403C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1084318A1 (en) * | 1982-12-23 | 1984-04-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Конструкторско-Технологический Институт Подшипниковой Промышленности | Method for heat treatment of rings of instrumentation bearings |
| US8377238B2 (en) * | 2006-09-28 | 2013-02-19 | Rothe Erde Gmbh | Method for the thermomechanical treatment of seamless rings produced on radial-axial ring rolling machines |
| RU2372534C2 (en) * | 2007-06-07 | 2009-11-10 | Владислав Владимирович Смолянинов | Double-row angular-contact bearing for railway box |
| RU85585U1 (en) * | 2008-07-17 | 2009-08-10 | Открытое акционерное общество "Завод авиационных подшипников" | BALL BEARING RADIAL SINGLE ROW |
| RU2493269C2 (en) * | 2011-11-09 | 2013-09-20 | Частное Акционерное Общество "У.П.Э.К." | Hardening method of rolling bearing rings, and rolling bearing |
| US20160348204A1 (en) * | 2015-05-25 | 2016-12-01 | Aktiebolaget Skf | Method for improving the structure of a steel component after heating and stell component obtained by the method |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2776341C1 (en) * | 2021-10-25 | 2022-07-19 | Открытое акционерное общество «ЕПК Самара» | Method for heat treatment of bearing parts made of heat-resistant bearing steel (variant) and the bearing part obtained by the specified method |
| RU2795332C1 (en) * | 2022-09-02 | 2023-05-02 | Общество с ограниченной ответственностью "Вологодский Завод Специальных Подшипников" | Method of heat treatment of steel parts |
| RU2800483C1 (en) * | 2022-11-09 | 2023-07-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Вологодский Завод Специальных Подшипников" | Method of heat treatment of steel parts |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6829717B2 (en) | Online quenching cooling method and manufacturing method of seamless steel pipe using residual heat | |
| CN105829561B (en) | Hot rolled sheet component, its manufacturing method and hot pressing steel plate | |
| CN110088326A (en) | Flat hot rolled bar product and its production method | |
| CN104878179B (en) | Production process of heat-resistant steel belt for power plant | |
| JP2016003395A (en) | Steel for surface treatment machine component having excellent properties, component of the steel and manufacturing method therefor | |
| CN110453053A (en) | A kind of control method of toothed wheel steel band structure | |
| JP7258619B2 (en) | Steel plate continuous annealing equipment and method for manufacturing annealed steel plate | |
| RU2686403C1 (en) | Method for heat treatment of steel bearing ring | |
| RU2795332C1 (en) | Method of heat treatment of steel parts | |
| CN107119238A (en) | The 690MPa grades wide thin steel for engineering machinery plate of yield strength and its production method | |
| WO2006098346A1 (en) | Method for heat-treating steel material | |
| RU2631067C1 (en) | Method for producing sheets from cold-resistant high-strength austenitic steel | |
| CN115415320A (en) | Rolling method of 20Cr steel | |
| CN112779402A (en) | GCr15 bearing steel round steel annealing material and production method thereof | |
| RU2800483C1 (en) | Method of heat treatment of steel parts | |
| JPWO2012091069A1 (en) | Mold quenching method | |
| KR100936363B1 (en) | Manufacturing method of cold work tool steel with small dimensional changes after heat treatments | |
| RU2776341C1 (en) | Method for heat treatment of bearing parts made of heat-resistant bearing steel (variant) and the bearing part obtained by the specified method | |
| CN113106319A (en) | Manufacturing method of high-strength long-life gear steel | |
| JP6210172B2 (en) | Hardened steel manufacturing method | |
| CN105256242A (en) | Manufacturing method for forge piece blanks for marine oil exploitation equipment | |
| CN106148881B (en) | Carburized austempered slider for linear slide rails and method for manufacturing same | |
| US20180258504A1 (en) | Method of producing a tool steel | |
| Malushin et al. | Selection criteria parameter thermal cycle during surfacing heat resistance high hardness parts of metallurgical equipment | |
| TWI764846B (en) | High-carbon steel material containing chromium and method for producing the same |