[发明专利]一种中碳轴承钢贝氏体等温淬火热处理工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于耐冲击、重载荷工况的中碳轴承钢热处理工艺，具体涉及一种中碳轴承钢贝氏体等温淬火热处理工艺方法。

背景技术

目前国内生产制造耐冲击、重载荷的轴承大多采用两种制造工艺，一种是采用GCr18Mo、GCr15、GCr15SiMn等高碳铬轴承钢并经常规马氏体淬火工艺，最终获得金相组织为回火马氏体和均匀分布的细粒状碳化物。由于马氏体组织硬且脆，所以热处理后轴承虽具有高的硬度，但韧牲不足。另一种是采用G20Cr2Ni4A渗碳钢等经渗碳、淬火加低温回火，表层坚硬耐磨，心部保持高强韧性。不足之处是热处理工艺复杂，时间长(几十小时到百小时以上)、成本高，有时会因渗碳控制不当或使用过程中受到冲击出现渗层剥落，影响使用寿命。

从目前普遍采用的钢种和热处理工艺看，存在着工艺复杂，生产周期长、成本能耗高或综合性能不理想等不同问题。

CN 100587099C公开了一种中碳轴承钢及其制造方法，该发明钢化学成分范围按重量百分比计为：C 0.50～1.0％、Si 0.60～1.50％、Mn 0.50～1.20％、Mo 0.15～1.0％、V 0.15～1.0％、Cr、Ni≤0.30％、Cu≤0.15％、S≤0.025％、P≤0.025％、B 0.0005～0.0035％、[O]≤0.0015％、[H]≤0.0002％，余为Fe和不可避免的杂质。

CN102108433A公开了一种轴承钢淬火的方法，本方法的步骤为：(1)淬火加热温度：830～880℃，(2)保温时间：根据工件壁厚每100mm，保温0.6～1.5h；(3)淬火冷却方式是淬火油或盐浴，并进行搅拌，确保工件以大于临界冷却速度的冷速冷到Ms点与Mf点之间某一温度Md，Md为150～250℃，并等温1～120min，在工件心部冷到Md温度后，将工件转入到热油或盐浴内加热到下贝氏体转变温度180～280℃，并等温4～12h。

CN1287183公开了一种适用于大载荷、重冲击工况下的轴承钢，其特征是它的热处理工艺：为如轴承钢零件车加工后，采取直接高温淬火工艺，则车加工前的轴承钢，要对零件先进行球化退火，得到球状珠光体组织；球化退火工艺为：将钢件加热到730℃±10℃后进行保温，保温时间根据装炉量多少控制在6-8小时，然后以10-15℃/小时炉内冷却至550℃后出炉空冷；球化退火后的零件进行车加工后，直接进行淬火和回火处理；直接淬火工艺为：将轴承零件加热到845℃～875℃±10℃保温，保温时间按有效壁厚1.0-1.3min/mm控制，保温时间到后。将轴承零件进行淬火(快速油)；淬火后轴承零件进行油回火，回火温度为170℃～200℃，回火时间按零件有效厚度控制在3～5小时，出炉后空冷。

CN102108433A发明是关于高碳铬轴承钢的马贝复合组织淬火方法，该发明限于高碳铬轴承钢。CN1287183发明是一种适用于大载荷、重冲击工况下的轴承钢的热处理工艺方法，具体是钢件先进行调质热处理，再进行表面高频淬火处理，钢件的疲劳寿命不及渗碳轴承钢。

本发明就是以CN 100587099C发明钢为基础，进一步开展的关于该发明钢的热处理工艺方法，具体是贝氏体等温淬火热处理工艺方法。

发明内容

本发明目的是提供一种中碳轴承钢的贝氏体等温淬火热处理工艺方法，使其等温淬火后得到下贝氏体与马氏体复合组织，并具有高的硬度、耐磨性、良好的强韧性及较好的疲劳寿命。

为达到上述目的，本发明提供一种中碳轴承钢贝氏体等温淬火热处理工艺方法，轴承零件采用贝氏体等温淬火工艺，首先要进行正火处理，得到片状珠光体组织，然后进行球化退火处理，得到细小均匀的球化组织，球化退火后的钢件进行贝氏体等温淬火和低温回火处理。

球化退火主要为了改变钢的组织，为最终热处理做组织准备；同时降低硬度，改善钢材切削性能及加工塑性。

本发明所述的适用于耐冲击、重载荷的中碳轴承钢，其组成按质量百分数为：C0.50～1.0％、Si 0.60～1.50％、Mn 0.50～1.20％、Mo 0.15～1.0％、V 0.15～1.0％、Cr、Ni≤0.30％、Cu≤0.15％、S≤0.025％、P≤0.025％、B 0.0005～0.0035％、[O]≤0.0015％、[H]≤0.0002％，余为Fe和不可避免的杂质。

优选的，

正火工艺为：将钢件加热到860～890℃后保温20～40min，出炉空冷；

球化退火工艺为：将钢件加热到750～780℃，保温4～6小时，随炉冷到600℃后空冷。