專利名稱：一種軸承鋼淬火的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軸承鋼淬火的方法，是在軸承熱處理淬火工序過(guò)程中首創(chuàng)一種新 的高碳鉻軸承鋼淬火方式一馬貝復(fù)合組織淬火。
背景技術(shù)：
目前傳統(tǒng)的高碳鉻軸承鋼淬火方式，按照淬火后得到的淬火組織劃分，分為以下 三種
1、馬氏體淬火，淬火組織為馬氏體+少量殘余奧氏體+少量殘余碳化物；淬火工藝
為
加熱溫度830-880°C (具體溫度根據(jù)鋼種和零件尺寸確定)，保溫時(shí)間根據(jù)工件壁厚 確定，每100mm，保溫0. 6^0.他，最少保溫lOmin，淬火冷卻方式采用冷卻能力足夠的淬火 介質(zhì)(主要是淬火油或鹽浴)并進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄嚢?，確保工件以大于臨界冷卻速度的冷速冷到 Ms點(diǎn)一下一定溫度。臨界冷卻速度和Ms點(diǎn)溫度主要由鋼種和加熱條件確定，Ms點(diǎn)溫度約在 220°C左右。Ms點(diǎn)是奧氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的溫度，高碳鉻軸承鋼Ms點(diǎn)溫度約在220°C 左右ο2、下貝氏體淬火，淬火組織為下貝氏體+少量殘余奧氏體+少量殘余碳化物。下 貝氏體淬火工藝為加熱溫度83(T88(TC (具體溫度根據(jù)鋼種和零件尺寸確定)，保溫時(shí)間 根據(jù)工件壁厚確定，每100mm，保溫0. 6^0.他，最少保溫lOmin，淬火冷卻方式采用冷卻能 力足夠的淬火介質(zhì)(主要是淬火油或鹽浴)并進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄嚢?，確保工件以大于臨界冷卻速 度的冷速冷到下貝氏體轉(zhuǎn)變溫度，并等溫足夠的時(shí)間(約4h)。常用高碳鉻軸承鋼的下貝氏 體等溫溫度為23(T250°C左右，等溫溫度越高，硬度越低。3、貝馬復(fù)合淬火，淬火組織為下貝氏體+馬氏體+少量殘余奧氏體+少量殘 余碳化物；貝馬復(fù)合淬火工藝為加熱溫度83(T88(TC (具體溫度根據(jù)鋼種和零件尺寸確 定)，保溫時(shí)間根據(jù)工件壁厚確定，每100mm，保溫0. 6 0.他，最少保溫lOmin，淬火冷卻方 式采用冷卻能力足夠的淬火介質(zhì)(主要是淬火油或鹽浴)并進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄嚢?，確保工件以 大于臨界冷卻速度的冷速冷到下貝氏體轉(zhuǎn)變溫度，并等溫一定的時(shí)間(約0.證)，使工件內(nèi) 奧氏體部分轉(zhuǎn)變?yōu)橄仑愂象w，然后繼續(xù)冷卻到Ms點(diǎn)一下一定溫度，是工件內(nèi)其余的奧氏體 大部分轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種軸承鋼淬火的方法，它同常規(guī)的軸承熱處理相比具有沖 擊韌性、斷裂韌性、耐磨性高、尺寸穩(wěn)定性好，表面殘余應(yīng)力為壓應(yīng)力，能有效提高軸承的疲 勞壽命和可靠性等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種軸承鋼淬火的方法，其特征在于，本方法為馬貝復(fù)合組 織淬火，淬火組織為馬氏體+下貝氏體+少量殘余奧氏體+少量殘余碳化物；
馬貝復(fù)合組織淬火方法的步驟為(1)淬火加熱加熱溫度為83(T88(TC，具體溫度根據(jù)鋼種和零件尺寸確定；
(2)保溫時(shí)間根據(jù)工件壁厚確定，每100mm，保溫0.6 1.釙，，最少保溫8min ；
(3)淬火冷卻方式采用冷卻能力足夠的淬火介質(zhì)，主要是淬火油或鹽浴，并進(jìn)行適 當(dāng)?shù)臄嚢?，確保工件以大于臨界冷卻速度的冷速冷到Ms點(diǎn)與Mf點(diǎn)之間某一溫度Md，Md 為-15(T250°C，并等溫廣120min，具體時(shí)間根據(jù)具體工件確定，保證工件心部也冷到Md， 使工件內(nèi)奧氏體部分轉(zhuǎn)變馬氏體，在工件心部冷到Md溫度后，立即將工件轉(zhuǎn)入到熱油或 鹽浴內(nèi)加熱到下貝氏體轉(zhuǎn)變溫度18(T280°C，并等溫壙12h，使工件內(nèi)殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)?下貝氏體，并使已形成的馬氏體回火；所述的Ms是是奧氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的溫度，為 15(T250°C ；Mf是奧氏體停止轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的溫度，為-15(T-70°C。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明馬貝復(fù)合組織淬火與馬氏體淬火，下貝氏體淬火、貝 馬復(fù)合淬火不同，馬貝復(fù)合組織淬火具有以下顯著特點(diǎn)
1)初期冷卻速度快，可以使軸承鋼更為充分淬火，擴(kuò)大軸承鋼應(yīng)用范圍，充分發(fā)揮材料 的性能潛力。2)馬貝復(fù)合淬火組織內(nèi)的馬氏體含碳量，比貝馬復(fù)合淬火組織內(nèi)的馬氏體含碳量 低，具有更好的沖擊韌性、斷裂韌性、耐磨性。馬貝復(fù)合組織淬火，由于先發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，因而奧氏體內(nèi)含碳量低的部分轉(zhuǎn)變 為馬氏體，奧氏體內(nèi)含碳量高的部分在隨后的Ms以上的下貝氏體轉(zhuǎn)變溫度等溫過(guò)程中轉(zhuǎn) 變?yōu)橄仑愂象w；
貝馬復(fù)合淬火時(shí)，由于先發(fā)生下貝氏體轉(zhuǎn)變，因而奧氏體內(nèi)含碳量低的部分轉(zhuǎn)變?yōu)橄?貝氏體，奧氏體內(nèi)含碳量高的部分在隨后Ms以下溫度繼續(xù)過(guò)程中轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，馬氏體為 大片狀的高碳馬氏體，其亞結(jié)構(gòu)為孿晶，脆性極大，同時(shí)，大片狀的高碳馬氏體在高碳馬氏 體片形成時(shí)，互相撞擊，極易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和微裂紋。3)馬貝復(fù)合組織淬火時(shí)先生成的馬氏體，在隨后奧氏體內(nèi)含碳量高的部分向下 貝氏體轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，阻止下貝氏體的長(zhǎng)大，有效的細(xì)化下貝氏體的晶粒尺寸，因而使馬貝 復(fù)合淬火組織內(nèi)的下貝氏體也具有比貝馬復(fù)合淬火組織內(nèi)的下貝氏體更好的強(qiáng)度、沖擊韌 性、斷裂韌性、耐磨性。4)更低的裂紋敏感性
由于淬火裂紋主要在馬氏體轉(zhuǎn)變組織產(chǎn)生，馬氏體含碳量越高，性能越脆，裂紋越 容易產(chǎn)生，馬貝復(fù)合組織淬火時(shí)，馬氏體含碳量低于貝馬復(fù)合淬火的馬氏體含碳量，同時(shí)， 淬火過(guò)程轉(zhuǎn)變的馬氏體組織，在隨后下貝氏體轉(zhuǎn)變溫度等溫時(shí)，進(jìn)行了及時(shí)回火，因而淬火 過(guò)程不易產(chǎn)生裂紋。5)更高的尺寸穩(wěn)定性
馬貝復(fù)合組織淬火，由于先發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，隨后升溫至Ms以上的下貝氏體轉(zhuǎn)變溫度 等溫，使剩余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橄仑愂象w，不存在奧氏體的穩(wěn)定化，剩余奧氏體可以更為充分的 轉(zhuǎn)變?yōu)橄仑愂象w，淬火后，殘余奧氏體量少，尺寸穩(wěn)定性高。貝馬復(fù)合淬火時(shí)，由于先發(fā)生下貝氏體轉(zhuǎn)變，在下貝氏體轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，剩余奧氏 體產(chǎn)生穩(wěn)定化，而且剩余奧氏體的含碳量較高，淬火后，殘余奧氏體量多，尺寸穩(wěn)定性差。因而，馬貝復(fù)合組織具有比貝馬復(fù)合淬火組織更高的尺寸穩(wěn)定性。6)可以按性能要求任意調(diào)整馬貝復(fù)合組織比例
4馬貝復(fù)合組織淬火，通過(guò)在Ms和Mf之間調(diào)整淬火冷卻溫度，可以靈活有效的調(diào)整馬貝 復(fù)合淬火組織內(nèi)的馬氏體和下貝氏體含量，得到需要的組織和性能。7)不需要回火，節(jié)約能源，縮短生產(chǎn)周期
馬貝復(fù)合組織淬火，由于在隨后升溫至Ms以上的下貝氏體轉(zhuǎn)變溫度等溫，使剩余奧氏 體轉(zhuǎn)變?yōu)橄仑愂象w貝的同時(shí)，也對(duì)先生成馬氏體組織進(jìn)行了充分回火，因而下貝氏體淬火 一樣，不需要回火。貝馬復(fù)合淬火時(shí)，由于先發(fā)生下貝氏體轉(zhuǎn)變，奧氏體內(nèi)含碳量低的部分轉(zhuǎn)變?yōu)橄?貝氏體，奧氏體內(nèi)含碳量高的部分在隨后Ms以下溫度繼續(xù)過(guò)程中轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈詷O大的大片 狀高碳馬氏體，同時(shí)，存在極大的內(nèi)應(yīng)力，甚至存在微裂紋，因此，必須及時(shí)回火。馬貝復(fù)合組織具有比馬氏體淬火，下貝氏體淬火、貝馬復(fù)合淬火組織更好的強(qiáng)度、 沖擊韌性、斷裂韌性、耐磨性，從而可以有效提高軸承的疲勞壽命和可靠性。軸承鋼馬貝復(fù) 合組織淬火新方法，有獨(dú)特的優(yōu)越性，是一種有前途的新的軸承鋼淬火方法。


圖1是本發(fā)明馬貝復(fù)合組織淬火工藝曲線。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例一 如圖1所示，
某型號(hào)軸承套圈，有效壁厚為15 mm，材料為GCrl5. 加熱溫度850°C， 保溫時(shí)間10min，
淬火介質(zhì)鹽浴，鹽浴溫度為190°C，工件淬入鹽浴冷卻，并中度攪拌，工件在鹽浴內(nèi)冷 卻IOmin后，工件溫度冷到190°C (Md溫度)。立即將工件轉(zhuǎn)入溫度為235°C的鹽浴內(nèi)加熱到235°C (下貝氏體轉(zhuǎn)變溫度)，等溫 4. 5h。實(shí)施例二
另一型號(hào)軸承套圈，有效壁厚為32mm，材料為GCrlSMo. 加熱溫度860°C， 保溫時(shí)間15min，
淬火介質(zhì)鹽浴，鹽浴溫度為180°C，工件淬入鹽浴冷卻，并中度攪拌，工件在鹽浴內(nèi)冷 卻IOmin后，工件溫度冷到180°C (Md溫度)。立即將工件轉(zhuǎn)入溫度為235°C的鹽浴內(nèi)加熱到235°C (下貝氏體轉(zhuǎn)變溫度)，等溫 4. 5h。兩種型號(hào)軸承套圈上述熱處理工藝淬火后，淬火組織均為為回火馬氏體+下貝氏 體+少量殘余奧氏體+少量殘余碳化物；不需要再進(jìn)行回火處理，具有良好的機(jī)械性能和尺 寸穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1. 一種軸承鋼淬火的方法，其特征在于，本方法為馬貝復(fù)合組織淬火，淬火組織為馬 氏體+下貝氏體+少量殘余奧氏體+少量殘余碳化物；馬貝復(fù)合組織淬火方法的步驟為(1)淬火加熱溫度83(T88(TC，具體溫度根據(jù)鋼種和零件尺寸確定；(2)保溫時(shí)間根據(jù)工件壁厚確定，每100mm，保溫0.6 1.釙，，最少保溫8min ；(3)淬火冷卻方式采用冷卻能力足夠的淬火介質(zhì)，主要是淬火油或鹽浴，并進(jìn)行適 當(dāng)?shù)臄嚢瑁_保工件以大于臨界冷卻速度的冷速冷到Ms點(diǎn)與Mf點(diǎn)之間某一溫度Md，Md 為-15(T250°C，并等溫廣120min，具體時(shí)間根據(jù)具體工件確定，保證工件心部也冷到Md， 使工件內(nèi)奧氏體部分轉(zhuǎn)變馬氏體，在工件心部冷到Md溫度后，立即將工件轉(zhuǎn)入到熱油或 鹽浴內(nèi)加熱到下貝氏體轉(zhuǎn)變溫度18(T280°C，并等溫壙12h，使工件內(nèi)殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)?下貝氏體，并使已形成的馬氏體回火；所述的Ms是是奧氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的溫度，為 15(T250°C ；Mf是奧氏體停止轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的溫度，為-15(T-70°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軸承鋼淬火的方法，本方法的步驟為(1)淬火加熱溫度830~880℃，(2)保溫時(shí)間根據(jù)工件壁厚每100mm，保溫0.6~1.5h；(3)淬火冷卻方式是淬火油或鹽浴，并進(jìn)行攪拌，確保工件以大于臨界冷卻速度的冷速冷到Ms點(diǎn)與Mf點(diǎn)之間某一溫度Md，Md為-150~250℃，并等溫1~120min，在工件心部冷到Md溫度后，將工件轉(zhuǎn)入到熱油或鹽浴內(nèi)加熱到下貝氏體轉(zhuǎn)變溫度180~280℃，并等溫4~12h；本發(fā)明的有益效果是同常規(guī)的軸承熱處理相比具有沖擊韌性、斷裂韌性、耐磨性高、尺寸穩(wěn)定性好，表面殘余應(yīng)力為壓應(yīng)力，能有效提高軸承的疲勞壽命和可靠性等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C21D1/46GK102108433SQ201110081310
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月1日
發(fā)明者姚艷書(shū), 尤紹軍 申請(qǐng)人:瓦房店軸承集團(tuán)有限責(zé)任公司