CN102534133A - 一种轴承钢的热处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种轴承钢的热处理工艺，是通过采取提高淬火温度与等温处理相结合的技术措施，改变钢的内部组织结构，从而达到全面提高含铬轴承钢综合性能的目的。实验证明，含铬轴承钢经完全奥氏体化后等温淬火和回火预热处理的碳化物细化效果最佳，经处理后的碳化物细小、均匀、分布弥散，同时细化了的奥氏体晶粒，使钢的耐磨性提高30％以上。同时钢的冷加工塑性得到改善，切削性能及焊接性能也明显提高。

Description

一种轴承钢的热处理工艺
技术领域
本发明属于金属材料热处理技术领域，特别涉及一种关于GCr15轴承钢的热处理工艺。
背景技术
在轴承制造领域中，GCr15钢合金含量较少，具有良好的性能及高的淬透性，热处理后可获得高而均匀的硬度，是应用最广泛的一种高铬轴承钢。常用以制作滚珠、轴承套圈等。如制造壁厚12mm，外径＜250mm的H级至C级的轴承套；直径25.4-50.8mm的钢球；直径＜22mm的滚子等；此外也可用作承受大负荷，要求高耐磨性、高弹性极限、高接触疲劳强度的其他机械零件及各种精密量具冷冲模等。如机床的滚珠丝杆，涡轮喷气发动机喷嘴的喷口、柱塞、活门、衬套等。
GCr15钢常规的热处理工艺参数为：
1.普通退火：790-810℃加热，炉冷至650℃后，空冷-HB170-207
2.等温退火：790-810℃加热，710-720℃等温，空冷-HB207-229
3.正火：900-920℃加热，空冷-HB270-390
4.高温回火：650-700℃加热，空冷-HB229-285
5.淬火：860℃加热，油淬-HRC62-66
6.低温回火：150-170℃回火，空冷-HRC61-66
7.碳氮共渗：820-830℃共渗1.5-3小时，油淬，-60℃至-70℃深冷处理+150℃至+160℃回火，空冷-HRC≈67。
该钢采用上述淬火工艺处理后，虽然具有较高的硬度、良好的耐磨性及抗疲劳性能，但是存在的不足之处在于冷加工塑性一般，切削性能及焊接性能较差，特别是对形成白点敏感性较大，并有回火脆性。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足，对GCr15轴承钢的热处理制度进行改进，从而提供一种轴承钢的热处理工艺。本发明通过采取提高淬火温度与等温处理相结合的技术措施，改变钢的内部组织结构，达到全面提高含铬轴承钢综合性能的目的。
本发明是这样实现的：
GCr15轴承钢奥氏体淬火温度为870℃，盐浴中等温，然后空冷。
所述等温温度为160-240℃；
所述等温时间为20-60min。
本发明同现有的热处理技术相比，具有如下优点：
GCr15轴承钢经完全奥氏体化后等温淬火和回火预热处理的碳化物细化效果最佳，经处理后的碳化物细小、均匀、分布弥散，同时细化了的奥氏体晶粒，使钢的耐磨性提高30％以上。同时消除钢的回火脆性，冷加工塑性得到改善，切削性能及焊接性能也有所提高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明加以详细描述：
按照本发明提供的技术方案对GCr15轴承钢进行热处理，试样的化学成分(重量百分比)为：C 0.90，Mn 0.30，Si 0.25，S 0.020，P 0.025，Cr 1.50。
将试样加热到870℃奥氏体化后淬火，160℃盐浴中等温20min后空冷。奥氏体产生热稳定化，最终回火后，残余奥氏体量增加至13.2％；等温时间延长至60min，残余奥氏体含量不再增加。马氏体淬火后立即进行冷处理，能有效消除残余奥氏体，使之下降到5％以下。试样马氏体等温60min后，少量残余奥氏体转变为等温马氏体，使耐磨性提高30％以上。
实验证明，GCr15轴承钢加热至870℃完全奥氏体化后淬火，盐浴等温温度为240-160℃，经20-60min不同时间等温。等温20min时，奥氏体产生热稳定化，最终回火后，残余奥氏体量有所增加；待等温时间延长至60min，残余奥氏体含量不再增加。马氏体淬火后立即进行冷处理，能有效消除残余奥氏体。试样油冷或空冷后得到的组织为针状马氏体+下贝氏体+残余奥氏体+残余碳化物。等温初期，贝氏体转变较快，下贝氏体随等温时间延长而长大，等温到一定时间后，下贝氏体转变速度下降，贝氏体不再继续长大，贝氏体转变量在45.0％左右时，轴承钢的综合性能最佳。GCr15轴承钢经淬回火处理后，试样断裂机制为微孔聚集型断裂，而经贝氏体等温淬火处理后，断裂机制转变为解理断裂。

Claims (3)

1.一种轴承钢的热处理工艺，其特征在于，钢的奥氏体淬火温度为870℃，盐浴中等温，然后空冷。
2.根据权利要求1所述一种轴承钢的热处理工艺，其特征在于盐浴温度为160-240℃。
3.根据权利要求1所述一种轴承钢的热处理工艺，其特征在于等温时间为20-60min。
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