[发明专利]一种轧机轴承零件渗碳热处理工艺

说明书

一种轧机轴承零件渗碳热处理工艺，将轧机轴承零件以渗碳深度从外至内依次划分为表层、次表层、芯层，依据表层、次表层、芯层深度及含碳量要求，渗碳工艺分为升温期、强化期、可靠期、增寿期、保护期；其中升温期碳势设置为0.6%，强化期、可靠期、增寿期、保护期碳势均设置维持在1.0%以上，且依次逐期升高，且最高碳势不高于1.25%；渗碳过程中通过调整各个周期的碳势，在保证表层不形成粗大碳化物组织的同时，确保轧机轴承零件有足够的渗碳深度及相应的含碳量；本发明渗碳热处理工艺实施后生产的轧机轴承，经实际使用检验，完全满足了高端板带轧机轴承的使用工况需求，使用寿命及可靠性已超过国际知名品牌，使国内轧机轴承质量达到国际先进水平。

技术领域

本发明涉及轴承零件渗碳热处理技术领域，具体涉及一种轧机轴承零件渗碳热处理工艺。

背景技术

现有通用轴承零件的渗碳深度及渗碳热处理工艺，是按照《滚动轴承零件渗碳热处理技术条件》（JBT888-2011）进行设计，其渗碳层深度是根据轴承零件（轴承内圈、轴承外圈）的有效壁厚或（轴承滚子）有效直径来确定，需满足一般工况使用条件P/Cr＜30%的要求（其中P为实际当量载荷，Cr为设计额定动载荷）；随着国民经济的不断发展，金属轧制生产效率大幅提升，高端板带轧机轴承的使用工况已达P/Cr≥40%，因此根据现有《滚动轴承零件渗碳热处理技术条件》来计算轧机轴承零件的渗碳层深度，已远远不能适应市场对高可靠长寿命轧机轴承的要求，成为制约国内轧机轴承行业进一步向高端发展的瓶颈；目前国内高端压延产品生产配置的轧机轴承，主要还是配置国际知名品牌，如瑞典的SKF、德国的FAG、美国的TMKEN、日本的NSK等，进口数量巨大，且价格为国内同类型轧机轴承的4-5倍，因此发展国产替代进口是国内轧机轴承生产企业的当务之急。

但国内目前在轧机轴承零件渗碳热处理工艺上，大深度渗碳工艺方面尤其薄弱，对渗碳深度及相应的含碳量无法进行有效控制，因此如何突破轧机轴承大深度渗碳热处理工艺的瓶颈，对国内轧机轴承行业是一个亟待解决的技术难题。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种轧机轴承零件渗碳热处理工艺；将轧机轴承零件以渗碳深度从外至内依次划分为表层、次表层、芯层，依据表层、次表层、芯层深度及含碳量要求，渗碳工艺分为升温期、强化期、可靠期、增寿期、保护期；其中升温期碳势设置为0.6%，强化期、可靠期、增寿期、保护期碳势设置均维持在1.0%以上，且依次逐期升高，且最高碳势不高于1.25%；渗碳过程中通过调整强化期、可靠期、增寿期的碳势，在保证轧机轴承表层不形成粗大碳化物组织的同时，确保轧机轴承零件有足够的渗碳深度及相应的含碳量。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种轧机轴承零件渗碳热处理工艺，将轧机轴承零件以渗碳深度从外至内依次划分为表层、次表层、芯层；依据表层、次表层、芯层深度及含碳量要求，渗碳工艺分为升温期、强化期、可靠期、增寿期、保护期；其中升温期碳势设置为0.6%，强化期、可靠期、增寿期、保护期碳势设置均维持在1.0%以上，且依次逐期升高，且最高碳势不高于1.25%；本专利申请的轧机轴承零件渗碳热处理工艺，与现有渗碳工艺相比，以强化期、可靠期、增寿期取代了现有渗碳工艺的强渗期、扩散期；其中强化期参数针对芯层深度及含碳量要求设定，其中可靠期参数针对次表层深度及含碳量要求设定，其中增寿期参数针对表层深度及含碳量要求设定，从而实现对轧机轴承零件渗碳深度及含碳量的准确控制；

在本专利申请中，之所以将轧机轴承零件渗碳深度分为三层，是通过对以往客诉轧机轴承失效形式统计及原因分析得到的结果；以往客诉轧机轴承失效分析结果为：表面（深度0～0.5mm）摩擦剥落失效约占30%，次表层（深度0.5～3mm）冲击微裂纹源剥落失效约占50%，芯层（深度2.5mm以上）过载穿晶断裂失效约占20%；根据上述轧机轴承零件失效形式统计及原因分析结果可知，如果要保证轧机轴承的可靠性和使用寿命，要同时控制渗碳热处理后表层、次表层及芯层的深度和含碳量，保证表层有足够的耐磨寿命，次表层有足够的抗屈服强度、耐冲击强度，芯层有足够的韧性，因此将轧机轴承零件渗碳深度划分为三层；