[发明专利]一种控制高温轴承钢尺寸变化的热处理方法

说明书

本发明涉及一种控制高温轴承钢尺寸变化的热处理方法，包括以下步骤：步骤一，将8Cr4Mo4V钢进行锻造、球化退火及机加工处理；步骤二，将机加工处理后的8Cr4Mo4V钢进行淬火和回火；步骤三，对淬火和回火后的8Cr4Mo4V钢进行一次冷热循环稳定处理和粗磨；步骤四，对粗磨后的8Cr4Mo4V钢进行第二次冷热循环稳定处理；步骤五，对两次冷热循环稳定处理后的8Cr4Mo4V钢进行第3次冷热循环稳定处理和低温稳定热处理，然后对轴承滚道进行精磨和研磨后成品。本发明专利是在尺寸稳定热处理基础上，对轴承零件再进行热处理，从而最大限度的控制轴承尺寸变化，提高轴承尺寸精度。

技术领域

本发明属于热处理工艺技术领域，涉及一种控制高温轴承钢尤其是8Cr4Mo4V轴承用钢尺寸变化的热处理方法。

背景技术

尺寸稳定性是影响轴承制造精度和使用寿命的一个重要指标，8Cr4Mo4V钢是目前最常用的一种航空发动机高温轴承用钢，其广泛用于工作温度在316℃以下并且DN值在2.4×10⁶以下的航空发动机主轴轴承，服役环境复杂。因此尺寸稳定性成为评价轴承等级和使用寿命的一个重要指标。航空发动机轴承用钢8Cr4Mo4V在制造和使用期间因为尺寸变化，导致轴承加工精度降低，或者在存放期间发生尺寸变化，从而降低轴承等级和轴承使用寿命。前期研究表明，对该材质轴承钢采用稳定化热处理，能够有效的降低其尺寸变化，并符合相关标准对尺寸变化的要求，但是处理后的轴承仍然存在一定的变化，尺寸仍然存在小范围波动，对于制造更高级别的高精度轴承来说仍然存在问题，需要进一步控制尺寸变化。当前8Cr4Mo4V钢经热处理、尺寸稳定处理后尺寸变化≤5/100000，但在应用过程中仍然存在变化会使轴承尺寸变化超过高精度、高端轴承等级标准要求，降低轴承的制造等级和使用寿命，不能满足轴承长期使用的等级控制及尺寸控制精度要求。

发明内容

发明目的：

针对现有技术尺寸控制的问题，本发明提供一种能够使8Cr4Mo4V钢热处理并且尺寸稳定处理后，使轴承尺寸变化更小和尺寸更加稳定的热处理工艺。

技术方案：

一种控制高温轴承钢尺寸变化的热处理方法，包括以下步骤：

步骤一，将8Cr4Mo4V钢进行锻造、球化退火及机加工处理；

步骤二，将机加工处理后的8Cr4Mo4V钢进行淬火和回火；

步骤三，对淬火和回火后的8Cr4Mo4V钢进行一次冷热循环稳定处理和粗磨；

步骤四，对粗磨后的8Cr4Mo4V钢进行第二次冷热循环稳定处理；

步骤五，对两次冷热循环稳定处理后的8Cr4Mo4V钢进行第3次冷热循环稳定处理和低温稳定处理，然后对轴承滚道进行精磨和研磨后成品。

所述步骤二中，淬火是在真空条件下进行的，真空淬火温度是1060-1110℃。所述机加工处理后的8Cr4Mo4V钢放入淬火炉内，先将淬火炉内抽真空后再升温，待真空度达到5×10^-1-5×10^-2Pa开始升温，升温是由室温先以6-9℃/min的升温速率升温至1045-1058℃，接下来10-20min的时间再升温25-52℃，温度达到1060-1110℃时保温0.5-2h，之后采用高纯氮气冷却，氮气的冷却能力满足在小于等于10min的时间内将8Cr4Mo4V钢冷却至小于等于200℃，然后在30-60min时间内，冷却至小于等于40℃，然后进行三次回火，回火升温是由室温以7-9℃/min的升温速率升温至520-560℃，保温时间是2-3h，冷却气压1.5-2bar。