[发明专利]一种高碳铬钼系轴承钢零件新型马贝复合热处理工艺

说明书

本发明涉及一种高碳铬钼系轴承钢零件新型马贝复合热处理工艺，包括以下步骤：步骤S1、将高碳铬钼系轴承钢零件加热到850℃～890℃，并保温，步骤S2、快速冷却到T1温度，T2=Ms+（10～20）℃，并等温；步骤S3、升温至T2温度，T2=Ms+（40～50）℃，并等温；步骤S4、入油冷却，油温40℃～80℃；步骤S5、油冷后再入冰水冷却，冷却至温度≤10℃；步骤S6、将轴承零件加热到150℃～200℃进行回火处理。本发明应用于轴承粗车后的热处理，既能提高轴承的表面硬度、强度和心部韧性，又能有效降低组织中的残余奥氏体含量，提高轴承的尺寸稳定性，同时也缩短贝氏体转变时间，提高生产效率，有利于轴承的后续机械加工和应用。

技术领域

本发明涉及轴承制造领域的热处理技术，尤其是涉及一种高碳铬钼系轴承钢零件新型马贝复合热处理工艺。

背景技术

轴承是机械传动轴的支承，是装备制造领域的关键基础件，是实现主机性能、功能与效率的重要保证，是工业领域重大装备的核心部件之一。轴承热处理后的组织结构在很大程度上决定了轴承质量的优劣，对轴承寿命产生直接的影响。海上风电轴承特别是风电主轴轴承和增速箱轴承工作环境比传统的陆地上风电轴承更为苛刻，要求工作寿命长达25年以上，且风力发电机运行环境恶劣，多处于高风速、高腐蚀环境等区域。更换轴承极为困难且代价极大，因此，要求风力发电机轴承必须具有非常高的可靠性。高可靠性取决于轴承的高强度、良好的韧性及高的尺寸稳定性。

国内使用的风电轴承多为高碳铬锰系轴承钢，目前，经过多年的研究发展，使用高碳铬钼系轴承钢逐渐成为新的趋势，传统的高碳铬钼系轴承钢轴承其粗车后的热处理方法如下：

（1）马氏体淬火，可以实现轴承的高强度要求，但是，淬火容易开裂、变形较大、韧性差且组织中有大量的残余奥氏体，影响零件的尺寸稳定性。

（2）贝氏体等温淬火，零件热处理后组织韧性好，但表面硬度偏低，降低了轴承的使用寿命。并且热处理时间极长，大大降低了生产效率，且仍保留了一定量的残余奥氏体，残奥量的多少由等温时间长短决定。

（3）贝氏体-马氏体淬火，贝氏体转变在一个温度下进行，然后进行马氏体转变，该复合组织的性能尚有争议，下贝氏体的含量多少为最佳尚未确认，即使有一最佳含量，在生产实际中也较难控制；另外淬火后，残留奥氏体量多，尺寸稳定性差。

（4）马氏体-贝氏体淬火，2012年瓦房店轴承集团有限公司研究人员开发出马氏体-贝氏体法复合组织淬火工艺，一是贝氏体完全由马氏体转变完成后的残余奥氏体转变，含量极少，另外先马氏体后贝氏体等温，马氏体相当于高温回火，零件硬度无法保证。

综上所述，现有技术中高碳铬钼系轴承钢粗车后常用的热处理工艺都存在韧性低、残余奥氏体含量高、表面硬度低、生产效率较低等问题，因此，需要提供一种提高轴承表面硬度、心部强韧性及尺寸稳定性的新方法。

发明内容

本发明的目的是提出一种高碳铬钼系轴承钢零件新型马贝复合热处理工艺，应用于轴承粗车后的热处理，既能提高轴承的表面硬度、强度和心部韧性，又能有效降低组织中的残余奥氏体含量，提高轴承的尺寸稳定性，同时也缩短贝氏体转变时间，提高生产效率，有利于轴承的后续机械加工和应用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高碳铬钼系轴承钢零件新型马贝复合热处理工艺，包括以下步骤：

步骤S1、将高碳铬钼系轴承钢零件加热到850～890℃，并保温，保温的时间依据零件的尺寸大小和材质而定；

步骤S2、快速冷却到T1温度，T1=Ms+（10～20）℃，Ms为该种钢的马氏体转变开始温度，并等温，等温的时间依据轴承零件尺寸和材质而定；T1温度区间为低温贝氏体转变区，并等温得到细贝氏体组织，这一步骤的目的是在足够低的温度下发生转变，以得到组织非常细的贝氏体，实现既可以提高强度、硬度又可以提高韧性的目的；