一种8Cr4Mo4V轴承零件尺寸稳定性处理工艺的制作方法

本发明涉及一种处理工艺，具体涉及一种8cr4mo4v轴承零件尺寸稳定性处理工艺，属于热处理领域。

背景技术：

8cr4mo4v钢是高温轴承用主要材料，该渗碳轴承钢具有较高的硬度、冲击韧性、耐磨性以及较高的综合力学性能，因此被用于制造航空发动机、燃气轮机、地面燃机等高温轴承部件。

轴承零件因为工作过程中需要较高的硬度和韧性，因此需要采用淬火处理，轴承钢经淬火处理后，获得马氏体或贝氏体组织，回火处理不能完全消除马氏体或贝氏体引起的晶格畸变，同时还会在钢中存在残余奥氏体。生产出的轴承零件在存放和使用期间，均会发生由于脱溶分解马氏体中析出过饱和碳化物的过程，以及残余奥氏体转变为马氏体等相变。相变的发生将引起尺寸的变化，从而引起轴承中滚动体及套圈之间间隙的改变，从而影响轴承的使用工况，轻则影响轴承的使用寿命，重则会引起轴承零件的直接损害，从而危害到设备的使用安全性。为了提高轴承的尺寸稳定性，从而提高轴承的使用寿命及使用安全性，急需对轴承零件进行尺寸稳定性处理，使轴承零件中的亚稳相尽量多的转变为稳定相，或者使亚稳相的稳定性增加，使轴承零件在存放及使用期间不发生相变，从而使轴承零件的尺寸在存放和使用期间达到稳定。

技术实现要素：

本发明提出一种8cr4mo4v轴承零件尺寸稳定性处理工艺，以解决轴承钢经淬火处理后，存在如马氏体中过饱和碳化物的析出和残余奥氏体的分解等引起相变的不稳定因素，而这些亚稳相在经回火处理后，仍然有大量残余，在存放和使用过程中如果发生相变，将会导致轴承零件尺寸发生改变，从而降低轴承的使用寿命或造成损坏的问题。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案是，一种8cr4mo4v轴承零件尺寸稳定性处理工艺包括如下步骤：

先对8cr4mo4v轴承零件进行清洗，将8cr4mo4v轴承零件淬火处理，再在一次回火处理后进行冷处理，冷处理温度为-55至-80℃，冷处理保温时间t为0.5h～6h，然后升温至室温，再进行两次回火处理。

本发明的有益效果是：通过8cr4mo4v轴承钢尺寸稳定性预冷处理后，轴承钢中的残余奥氏体数量降低，部分马氏体中析出细小碳化物，后续的回火处理，促进了残余奥氏体转变为马氏体。使轴承钢中的亚稳相含量降低，或者是稳定性增大，使轴承零件在存放及使用期间不发生相变或少发生相变，从而提高轴承零件在存放及使用期间的尺寸稳定性，提高使用寿命2倍，增加安全性。

附图说明

图1为本发明的工艺曲线图；图2为本发明经过不同冷处理时间的两次回火处理后的尺寸变化量的柱形图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明，本实施方式的一种8cr4mo4v轴承零件尺寸稳定性处理工艺包括如下步骤：

先对8cr4mo4v轴承零件进行清洗，将8cr4mo4v轴承零件淬火处理，再在一次回火处理后进行冷处理，冷处理温度为-55至-80℃，冷处理保温时间t为0.5h～6h，然后升温至室温，再进行两次回火处理。可用绸布清洗零件表面的油污。

具体实施方式二：本实施方式所述冷处理方式为通入液氮。如此设置，通入液氮冷处理，防止氧化。其他与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图2说明，本实施方式所述冷处理保温时间t为2h。如此设置，尽量使轴承钢内能引起尺寸变化的因素降低，减少轴承存放和使用期间的相变量。其他与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图1说明，本实施方式所述淬火处理包括预热、终热和冷却三个过程，淬火处理的温度为1050℃～1150℃，预热与终热的保温时间均为20min～60min，冷处理方式为通入氮气。如此设置，减小淬火应力，防止变形开裂。其他与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图1说明，本实施方式所述三次回火处理温度均为500℃～600℃，每次回火处理时间为1.5h～3.5h。如此设置，消除淬火应力，消除残余奥氏体或降低其含量，充分使淬火马氏体转为回火马氏体。其他与具体实施方式一、二或四相同。

结合表1、表2、表3、表4说明，套圈在不同冷处理时间下不同热处理阶段的尺寸变化。表1无冷处理套圈热处理不同阶段尺寸

表2冷处理0.5套圈热处理不同阶段尺寸

表3冷处理2h套圈热处理不同阶段尺寸

表4冷处理6h套圈热处理不同阶段尺寸

采用x-ray法测定出经不同热处理条件下，钢中的残余奥氏体含量，如表5所示。钢中的残余奥氏体含量如表5所示。淬火后仅进行一次回火，钢中的残余奥氏体含量为1.66％，淬火后未进行冷处理直接进行三次回火后，钢中的残余奥氏体含量为0.76％，冷处理0.5钢中的残余奥氏体含量0.78％，由于奥氏体含量较少，测量出数据的变化应该位于误差波动范围内，因此出现了未冷处理钢中奥氏体含量较低的表象。冷处理2h时，钢中的残余奥氏体含量为0.74％。冷处理6h时，钢中的残余奥氏体含量为0.69％。

表5不同热处理条件下钢中的残余奥氏体

结合图2，对比不同冷处理时间下，两次回火后轴承套圈的尺寸变化量，得知冷处理时间t为2h时，尺寸变化量最大；而冷处理时间t为6h时，尺寸变化量最小；两者的残奥含量都较低，但热处理期间尺寸变化量小，特别是冷处理后的尺寸变化量小，会使部分残余奥氏体以不稳定相的形式存在于轴承钢中，因此引起尺寸变化的不稳定性因素增多。为尽量使轴承钢内能够引起尺寸变化的因素降低，减少轴承存放和使用期间的相变量，故认为冷处理时间t为2h是试验条件下最优的冷处理时间。