[发明专利]一种耐腐蚀抗疲劳轴承钢球

说明书

技术领域

本发明涉及钢球技术领域，尤其涉及一种耐腐蚀抗疲劳轴承钢球。

背景技术

当轴承稳定的服役于不同环境条件下时，除了要承受剧烈的静载荷还要承受循环交变的动载荷。轴承部件一般由四个部分组成：外圈、内圈、保持架和滚动体(滚球、滚柱-圆柱或圆锥柱形、滚针)，其中内圈、外圈和滚动体通常使用轴承钢制备。由于轴承系统部件结构复杂且服役环境苛刻，在材料研究与工程应用时，轴承钢需要具备良好的抗疲劳性能、硬度、强度、韧性、耐腐蚀性、耐磨性等。人们常通过增加或减少某些元素来调节轴承钢球的硬度、强度、韧性和耐磨性，但是轴承钢球的抗疲劳性和耐腐蚀性还不能与硬度、韧性相互协调。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐腐蚀抗疲劳轴承钢球，本发明耐腐蚀性能好，抗疲劳性能好，硬度高，韧性好，耐磨性高。

本发明提出的一种耐腐蚀抗疲劳轴承钢球，其各组分的重量百分比如下：C：0.1-0.15％，Cr：8-10％，Ni：0.6-0.8％，Nb：1.1-1.3％，Ti：0.1-0.2％，Si：0.25-0.3％，Mn：0.1-0.3％，Mo：0.2-0.5％，S≤0.01％，P≤0.01％和W，余料为Fe；

其中，满足“W＝Ni-100×Ti×Nb”的表达式。

优选地，在耐腐蚀抗疲劳轴承钢球的制备过程中，需进行渗氮处理，其中，渗氮温度为500-520℃，渗氮处理的气氛为氨气，渗氮时间为32-36h。

优选地，渗氮处理后随炉冷却至室温。

优选地，在耐腐蚀抗疲劳轴承钢球的制备过程中，取废钢熔炼，加入碳、铬、镍、铌、钛、钨、硅、锰、钼，粗炼，精炼，出炉浇铸得到满足上述成分的球形铸锭；取球形铸锭，进行淬火，回火，打磨清洗处理得到中间铸锭；取中间铸锭进行渗氮处理得到耐腐蚀抗疲劳轴承钢球。

优选地，出炉浇铸的温度为1450-1480℃。

优选地，淬火的具体步骤为：升温至970-990℃，保温30-60min，以2.5-3℃/s的速度降温至880-900℃，保温30-50min，水淬至室温。

优选地，回火温度为570-580℃，回火时间为2-4h。

优选地，其各组分的重量百分比如下：C：0.11-0.13％，Cr：8.5-9.5％，Ni：0.65-0.75％，Nb：1.15-1.25％，Ti：0.13-0.17％，Si：0.27-0.29％，Mn：0.15-0.25％，Mo：0.3-0.4％，S≤0.01％，P≤0.01％和W，余料为Fe。

优选地，其各组分的重量百分比如下：C：0.12％，Cr：9％，Ni：0.7％，Nb：1.2％，Ti：0.15％，Si：0.28％，Mn：0.2％，Mo：0.35％，S≤0.01％，P≤0.01％和W，余料为Fe。

上述渗氮处理在渗氮炉中进行。

本发明通过调节Cr、C的含量，并与其他元素相配合，使得本发明的硬度、韧性和耐磨性性能相互协调；并通过限定W＝Ni-100×Ti×Nb的关系式，Ni、Ti、Nb相互配合，使钢的内部组织致密，细化晶粒，增加韧性和强度，并能增加晶间抗腐蚀的能力，提高对大气、酸碱的耐腐蚀能力，从而使得本发明的韧性、强度和耐腐蚀性能相互协调，并通过Ni、Ti、Nb的含量来限定W的含量，钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性，增加本发明的硬度和耐磨性，使得本发明的耐腐蚀性和硬度、耐磨性相互协调；通过合适的元素和配比，并结合合适的淬火、回火、渗氮处理，使得本发明在淬火后形成马氏体，接着回火后形成回火索氏体，再进行渗氮处理，继续保持回火索氏体的同时生成新的细小弥散的第二相，并配合少量的残余奥氏体，从而使得本发明具有良好的韧性和硬度，并且韧性和硬度相互协调，并能限制裂纹的产生，从而大大增加本发明的抗疲劳性能；并且渗氮后钢球从外到内依次由化合物层、扩散层和基体组织构成，渗入钢中的氮可以由表及里与铁形成不同含氮量的氮化铁，还可以与钢中的合金元素形成各种氮化物，这些氮化物具有很高的硬度、热稳定性，因而可大大增加本发明的表面硬度、耐磨性、疲劳强度、表面应压力、抗大气和过热蒸汽的腐蚀能力，并能降低缺口敏感性，从而使得本发明具有良好的抗疲劳性能、耐腐蚀性能、硬度、韧性和耐磨性，并且各种性能相互协调。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1