CN110218846A - 一种高碳铬轴承钢乳化液正火加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高碳铬轴承钢乳化液正火加工方法，包括以下步骤：第一步：采用乳化油与水配比作为新的正火介质，按照比例对乳化油与水进行混合，然后将充分配比混合完成后的乳化液正火介质倒入乳化液槽内；第二步：将高温锻造后的高碳铬轴承钢通过起重机吊装出炉，然后将其浸入乳化液槽内；第三步：通过起重机将浸入乳化液槽内的锻件吊起，通过空冷对锻件进行冷却；第四步：通过起重机将锻件在乳化液槽内进行重复浸入和吊起操作，通过液冷和空冷的重复交替冷却对高碳铬轴承钢锻件进行冷却。该高碳铬轴承钢乳化液正火加工方法，通过乳化油与水的定量配比形成乳化液，对锻件进行液冷，同时通过液冷和空冷的定时交替冷却，完成锻件的正火加工。

Description

一种高碳铬轴承钢乳化液正火加工方法

技术领域

本发明涉及轴承钢正火加工技术领域，具体为一种高碳铬轴承钢乳化液正火加工方法。

背景技术

现有的正火工艺方法针对低碳钢及含碳量较低的中碳钢多采用锻后空冷，以获得综合性能较好的索氏体组织；对于含碳量较高的高碳铬轴承钢，正火加工多采用锻后喷雾或吹风冷却，以减少或消除网状二次渗碳体。

客车轴承、军品轴承、盾构机滚子产品较一般民品对产品性能的要求更高；故此类产品所使用的高碳铬轴承钢采用传统的风冷或喷雾冷却已不能满足正火对冷速的要求，网状二次渗碳体析出的风险较大。

针对上述问题，在原有轴承钢正火加工方法的基础上进行创新设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高碳铬轴承钢乳化液正火加工方法，以解决上述背景技术中现有的正火工艺针对客车轴承、军品轴承、盾构机滚子产品等类别采用传统的风冷或喷雾冷却已不能满足正火对冷速的要求，网状二次渗碳体析出的风险较大的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高碳铬轴承钢乳化液正火加工方法，所述方法包括以下步骤：

第一步：采用乳化油与水配比作为新的正火介质，按照比例对乳化油与水进行混合，并对浓度进行测定，事先将乳化油与水充分搅拌混合均匀，并观察是否存在气泡，然后将充分配比混合完成后的乳化液倒入乳化液槽内，乳化液槽的尺寸可以根据锻件的尺寸进行设定，等待锻件的浸入冷却；

第二步：将高温锻造后的高碳铬轴承钢锻件通过起重机吊装出炉，然后将其移动浸入乳化液槽内，进行第一次液冷操作，并保持起重机对高碳铬轴承钢锻件的拉伸力，避免高碳铬轴承钢锻件与乳化液槽的底部直接接触，影响高碳铬轴承钢锻件与乳化液的接触面，同时乳化液槽的高度和体积可以根据高碳铬轴承钢锻件的实际体积进行设计，乳化液槽内的乳化液深度应当与乳化液槽的顶部存在一定间距，避免高碳铬轴承钢锻件进入乳化液槽内时，乳化液从乳化液槽内溢出；

第三步：通过起重机将浸入乳化液槽内的锻件吊起，直至其完全脱离乳化液槽内，通过空冷对锻件进行自然冷却，同时高碳铬轴承钢锻件吊起的过程中，应保持水平，避免高碳铬轴承钢锻件晃动，增加安全性能；

第四步：通过起重机将锻件在乳化液槽内进行重复浸入和吊起操作，通过液冷和空冷的重复交替冷却对高碳铬轴承钢锻件进行冷却，直至高碳铬轴承钢锻件呈暗褐色（580-530℃），然后通过起重机将锻件吊装出乳化液槽并通过风冷冷却至室温，同时吊起和浸入过程应保持缓速进行，避免速度过快高碳铬轴承钢锻件在运行过程中与乳化液快速接触，容易将乳化液溅出，同时乳化液槽附近应禁止人员靠近，避免乳化液溅出对工作人员带来伤害。

第五步：根据上述步骤，针对粗大网状碳化物的不合格品和组织不小于四级或细小网状碳化物的不合格品，将不合格品进行回炉重造，其回炉重造技术采用现有技术，并且按照上述步骤，通过起重机设备将碳铬轴承钢锻件吊起并浸入乳化液槽内，然后通过液冷和空冷的交替冷却对其进行正火加工。

优选的，所述乳化液正火介质由乳化油与水配比作为新的正火介质，其配比为2～10％切削油，其余为水。

优选的，所述高碳铬轴承钢锻件在乳化液槽内的浸入冷却时间为5-10s。

优选的，所述高碳铬轴承钢锻件离开乳化液槽进行空冷的时间为20s。

优选的，所述高碳铬轴承钢锻件通过液冷和空冷的交替冷却对锻件进行冷却加工，且交替冷却次数为8次。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该高碳铬轴承钢乳化液正火加工方法，通过采用乳化油与水定量配比形成新的乳化冷却液，其冷却速度大于网状二次渗碳体析出的临界速度，避免了网状二次渗碳体的析出，同时通过液冷和空冷的交替分级冷却，避免了锻件内外部温度应力急剧上升造成的开裂风险，使得该正火方式能够满足高碳铬轴承钢消除网状二次渗碳体的要求，同时可以对不合格的锻件进行重新加工，提高废品的重复利用率，节约资源。

附图说明

图1为本发明液冷空冷分级冷却示意图；

图2为本发明正火工艺示意图；

图3为本发明返修工艺示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种高碳铬轴承钢乳化液正火加工方法，所述方法包括以下步骤：

第一步：采用乳化油与水配比作为新的正火介质，按照比例对乳化油与水进行混合，并对浓度进行测定，事先将乳化油与水充分搅拌混合均匀，并观察是否存在气泡，然后将充分配比混合完成后的乳化液倒入乳化液槽内，乳化液槽的尺寸可以根据锻件的尺寸进行设定，等待锻件的浸入冷却；

第二步：将高温锻造后的高碳铬轴承钢锻件通过起重机吊装出炉，然后将其移动浸入乳化液槽内，进行第一次液冷操作，并保持起重机对高碳铬轴承钢锻件的拉伸力，避免高碳铬轴承钢锻件与乳化液槽的底部直接接触，影响高碳铬轴承钢锻件与乳化液的接触面，同时乳化液槽的高度和体积可以根据高碳铬轴承钢锻件的实际体积进行设计，乳化液槽内的乳化液深度应当与乳化液槽的顶部存在一定间距，避免高碳铬轴承钢锻件进入乳化液槽内时，乳化液从乳化液槽内溢出；

第三步：通过起重机将浸入乳化液槽内的锻件吊起，直至其完全脱离乳化液槽内，通过空冷对锻件进行自然冷却，同时高碳铬轴承钢锻件吊起的过程中，应保持水平，避免高碳铬轴承钢锻件晃动，增加安全性能；

第四步：通过起重机将锻件在乳化液槽内进行重复浸入和吊起操作，通过液冷和空冷的重复交替冷却对高碳铬轴承钢锻件进行冷却，直至高碳铬轴承钢锻件呈暗褐色（580-530℃），然后通过起重机将锻件吊装出乳化液槽并通过风冷冷却至室温，同时吊起和浸入过程应保持缓速进行，避免速度过快高碳铬轴承钢锻件在运行过程中与乳化液快速接触，容易将乳化液溅出，同时乳化液槽附近应禁止人员靠近，避免乳化液溅出对工作人员带来伤害。

第五步：根据上述步骤，针对粗大网状碳化物的不合格品和组织不小于四级或细小网状碳化物的不合格品，将不合格品进行回炉重造，其回炉重造技术采用现有技术，并且按照上述步骤，通过起重机设备将碳铬轴承钢锻件吊起并浸入乳化液槽内，然后通过液冷和空冷的交替冷却对其进行正火加工。

乳化液正火介质由乳化油与水配比作为新的正火介质，其配比为2～10％切削油，其余为水，采用乳化油与水配比作为新的正火介质，冷却速度介于水冷与油冷之间，使得其配比形成的乳化液冷却速度适中，避免了网状二次渗碳体的析出，同时切削油有超强的润滑极压效果，有效保护锻件并延长其使用寿命，对高碳铬轴承钢锻件进行冷却的过程中，起到良好的保护作用，同时超强的润滑效果，使得锻件在离开该乳化液槽内时，锻件上残留的乳化液可以快速的通过重力流至乳化液槽内，使得锻件的表面充分与空气接触，使得锻件冷却均匀，达到良好的空冷效果；

高碳铬轴承钢锻件在乳化液槽内的浸入冷却时间为5-10s，通过乳化液槽内的乳化液对出炉的碳铬轴承钢锻件进行初步冷却，同时将时间控制在5-10s内，避免网状二次渗碳体的析出，保持高碳铬轴承钢锻件的强度和质量得到保证；

高碳铬轴承钢锻件离开乳化液槽进行空冷的时间为20s，将高碳铬轴承钢锻件滞留在空气中的时间为20s，使得高碳铬轴承钢锻件上残留的乳化液可以完全掉落进行乳化液槽内，从而可以使得高碳铬轴承钢锻件与空气充分接触，提高空冷效率；

高碳铬轴承钢锻件通过液冷和空冷的交替冷却对锻件进行冷却加工，且交替冷却次数为8次，通过多次液冷和空冷的交替冷却，避免了锻件内外部温度应力急剧上升造成的开裂风险，对高碳铬轴承钢锻件进行保护，使得该正火方式能够满足高碳铬轴承钢消除网状二次渗碳体的要求。

实施例一：将乳化油与水按照2%：98%、5%：95%和10%：90%（乳化油：水）分别进行定量配比和混合，根据第一步所示，将配比后的三种乳化液分别倒入不同的乳化液槽内并做出标识，然后通过起重机吊具将锻件吊起并完全浸入乳化液槽内，然后根据第二步至第四步所示，通过起重机吊具将锻件在乳化液槽内重复浸入和吊起，通过液冷和空冷对锻件进行正火加工，然后分别将三个锻件在上述的三个不同配比的乳化液槽内进行交替正火加工，观察和检测通过三种不同配比的乳化液进行正火的锻件，得出结论，何种乳化油与水的配比比例混合成的乳化液效果最佳；

实施例二：根据第二步和第四步所示，控制锻件在乳化液内交替浸入冷却的时间，使其浸入时间分别为5s和10s，然后观察和检测锻件的正火情况，得出结论，何种时间的组合对锻件的交替正火效果最佳；

实施例三：涉及到锻件的返修工艺，针对粗大网状碳化物的不合格品和组织不小于四级或细小网状碳化物的不合格品，针对上述产品，需要回炉返修，同时根据第一步至第四步所示，通过定量配比的乳化液和淬液配合空冷交替的方式对工件进行返修。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种高碳铬轴承钢乳化液正火加工方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

第一步：采用乳化油与水配比作为新的正火介质，按照比例对乳化油与水进行混合，并对浓度进行测定，事先将乳化油与水充分搅拌混合均匀，并观察是否存在气泡，然后将充分配比混合完成后的乳化液倒入乳化液槽内，乳化液槽的尺寸可以根据锻件的尺寸进行设定，等待锻件的浸入冷却；

第二步：将高温锻造后的高碳铬轴承钢锻件通过起重机吊装出炉，然后将其移动浸入乳化液槽内，进行第一次液冷操作，并保持起重机对高碳铬轴承钢锻件的拉伸力，避免高碳铬轴承钢锻件与乳化液槽的底部直接接触，影响高碳铬轴承钢锻件与乳化液的接触面，同时乳化液槽的高度和体积可以根据高碳铬轴承钢锻件的实际体积进行设计，乳化液槽内的乳化液深度应当与乳化液槽的顶部存在一定间距，避免高碳铬轴承钢锻件进入乳化液槽内时，乳化液从乳化液槽内溢出；

第三步：通过起重机将浸入乳化液槽内的锻件吊起，直至其完全脱离乳化液槽内，通过空冷对锻件进行自然冷却，同时高碳铬轴承钢锻件吊起的过程中，应保持水平，避免高碳铬轴承钢锻件晃动，增加安全性能；

第四步：通过起重机将锻件在乳化液槽内进行重复浸入和吊起操作，通过液冷和空冷的重复交替冷却对高碳铬轴承钢锻件进行冷却，直至高碳铬轴承钢锻件呈暗褐色（580-530℃），然后通过起重机将锻件吊装出乳化液槽并通过风冷冷却至室温，同时吊起和浸入过程应保持缓速进行，避免速度过快高碳铬轴承钢锻件在运行过程中与乳化液快速接触，容易将乳化液溅出，同时乳化液槽附近应禁止人员靠近，避免乳化液溅出对工作人员带来伤害。

第五步：根据上述步骤，针对粗大网状碳化物的不合格品和组织不小于四级或细小网状碳化物的不合格品，将不合格品进行回炉重造，其回炉重造技术采用现有技术，并且按照上述步骤，通过起重机设备将碳铬轴承钢锻件吊起并浸入乳化液槽内，然后通过液冷和空冷的交替冷却对其进行正火加工。

2.根据权利要求1所述的一种高碳铬轴承钢乳化液正火加工方法，其特征在于：所述乳化液正火介质由乳化油与水配比作为新的正火介质，其配比为2～10％切削油，其余为水。

3.根据权利要求1所述的一种高碳铬轴承钢乳化液正火加工方法，其特征在于：所述高碳铬轴承钢锻件在乳化液槽内的浸入冷却时间为5-10s。

4.根据权利要求1所述的一种高碳铬轴承钢乳化液正火加工方法，其特征在于：所述高碳铬轴承钢锻件离开乳化液槽进行空冷的时间为20s。

5.根据权利要求1所述的一种高碳铬轴承钢乳化液正火加工方法，其特征在于：所述高碳铬轴承钢锻件通过液冷和空冷的交替冷却对锻件进行冷却加工，且交替冷却次数为8次。