专利名称：一种高碳铬轴承钢贝氏体变温淬火方法
技术领域：
本发明涉及一种轴承贝氏体淬火方法，尤其涉及一种高碳铬轴承钢贝氏体变温淬火方法，其属于轴承加工领域。
背景技术：
目前，与本发明相关和应用领域相近的传统高碳铬轴承钢淬火方式有以下三种 1.传统的高碳铬轴承钢高温轴承淬火回火工艺加热温度830-880°C (具体温度根据钢种和零件尺寸确定)； 保温时间根据工件壁厚确定，每100mm，保温0. 6 0.他，最少保温IOmin ； 淬火冷却方式采用冷却能力足够的淬火介质(主要是淬火油或盐浴)并进行适当的搅拌，确保工件以大于临界冷却速度的冷速冷到Ms点一下一定温度。临界冷却速度和Ms点温度主要由钢种和加热条件确定，Ms点温度约在220°C左右。
淬火后，按Tl回火，Tl=高温轴承工作温度+50°C，例如轴承工作温度200°C，则回火温度为250°C，回火时间一般为保温3、h。
2.传统的高碳铬轴承钢精密轴承淬火回工艺加热温度830-880°C (具体温度根据钢种和零件尺寸确定)； 保温时间根据工件壁厚确定，每100mm，保温0. 6 0.他，最少保温IOmin ； 淬火冷却方式采用冷却能力足够的淬火介质(主要是淬火油或盐浴)并进行适当的搅拌，确保工件以大于临界冷却速度的冷速冷到Ms点一下一定温度，空冷到室温，然后深冷至Mf点，在空气中升温到室温，进行回火。
回火温度为17(T200°C，回火时间一般为保温3、h。临界冷却速度、Mf点和Ms点温度主要由钢种和加热条件确定，Ms点温度约在220°C左右，Mf点温度约在_70°C左右。
3.传统的下贝氏体淬火工艺加热温度83(T88(TC (具体温度根据钢种和零件尺寸确定)； 保温时间根据工件壁厚确定，每100mm，保温0. 6 0.他，最少保温IOmin ； 淬火冷却方式采用冷却能力足够的淬火介质(主要是淬火油或盐浴)并进行适当的搅拌，确保工件以大于临界冷却速度的冷速冷到下贝氏体转变温度T2，并等温足够的时间(约 4h)。常用高碳铬轴承钢的下贝氏体等温温度T2为23(T250°C左右，等温温度越高，硬度越低。
上述3中方法中所述的各个符号代表意义如下Ms点是奥氏体开始转变为马氏体的温度，Mf点是奥氏体停止转变为马氏体的温度，Tl 为回火温度，T2、T3为贝氏体淬火等温温度。发明内容
本发明的目的是提供一种高碳铬轴承钢贝氏体变温淬火方法，其适用于工作温度比较高的高温轴承和精密轴承的淬火。为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是一种高碳铬轴承钢贝氏体变温淬火方法，其特征在于采用贝氏体变温淬火，其步骤如下
1)加热温度83(T88(TC，具体温度根据钢种和零件尺寸确定；
2)保温时间根据工件壁厚确定，每100mm，保温0.6 0.他，最少保温lOmin，
3)淬火冷却方式分为两种
第一种为采用冷却能力足够的淬火介质，主要是淬火油或盐浴；并进行适当的搅拌， 确保工件以大于临界冷却速度的冷速冷到下贝氏体转变温度T2，并等温3. 5^4. 5h，升温至 T3，并等温3. 5 4. 5h ；
第二种为采用冷却能力足够的淬火介质，主要是淬火油或盐浴；并进行适当的搅拌，确保工件以大于临界冷却速度的冷速冷到下贝氏体转变温度T2，并等温3. 5^4. 5h，空冷到Ms 点温度以下，再升温至T3，并等温3. 5^4.釙。
所述两种淬火工艺路线不同，处理效果相同。所述Ms点是奥氏体开始转变为马氏体的温度，高碳铬轴承钢Ms点温度约在 220 °C。所述T2温度约为23(T250°C。所述T3温度为T2+ (15^200C )和高温轴承工作温度+50°C二者中的温度较高者。本发明的有益效果是
1)与传统的下贝氏体淬火工艺相比，零件经过T2下贝氏体等温淬火后，增加T3的第二阶段等温处理，第二阶段等温处理，使第二阶段等温淬火产生的残余应力得到释放，下贝复合组织淬火得到回火，剩余没有转变的参与奥氏体继续转变为下贝氏体，而且硬度下降很少。2)传统的高碳铬轴承钢高温轴承高温回火温度Tl=高温轴承工作温度+50°C回火温度在20(T35(rC，高碳铬轴承钢高温轴承零件高温回火，硬度较低，例如GCrl8Mo轴承钢经淬火和250°C高温回火后，硬度为56 58HRC，而经过T2温度为230°C，T3温度为250°C的下贝氏体变温淬火后，硬度为60HRC，，这就使采用下贝氏体变温淬火轴承钢与传统的高碳铬轴承钢淬火高温回火工艺相比，残余应力、高温回火马氏体、贝氏体组织稳定性和残余奥氏体相当，而硬度、耐磨性和疲劳强度更高，在同样的工作温度下，提高高温轴承疲劳寿命 40%左右。3)由传统的高碳铬轴承钢精密轴承淬火回火工艺可知，精密轴承热处理主要是通过深冷处理，减少残余奥氏体含量(通过深冷处理，残余奥氏体含量可有1 左右，减少到 7%—下)提高轴承零件的尺寸稳定性，满足精密轴承对轴承零件的尺寸稳定性的要求。但是深冷处理，增加轴承零件淬火裂纹敏感性和残余应力，而且并不能增加马氏体组织的稳定性，深冷处理后，其残余奥氏体含量高于轴承钢下贝氏体变温淬火残余奥氏体含量，因此， 经传统的高碳铬轴承钢精密轴承淬火回火工艺处理的轴承零件，其尺寸稳定性不如下贝氏体变温淬火轴承零件高。总之，采用本方法淬火后，淬火裂纹敏感性低、残余应力小、贝氏体组织稳定性好、 残余奥氏体少、硬度高、耐磨性好、尺寸稳定性好，适合于制造高温轴承和精密轴承，特别适合于制造既要耐高温又要尺寸精密的轴承，例如高温机床主轴轴承，能有效提高高温轴承和精密轴承的疲劳寿命，精度寿命和可靠性，是一种值得大力推广的轴承热处理新技术。并且，该技术可与马贝复合组织淬火新技术组合，发挥二者的优点，充分发挥材料的性能潜力。
图1是本发明贝氏体变温淬火工艺曲线。
具体实施方式
为了进一步了解该高碳铬轴承钢贝氏体变温淬火方法，下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
实施例一某一型号轴承套圈，有效壁厚为32mm，材料为GCrlSMo. 加热温度860°C， 保温时间15min，淬火介质盐浴，盐浴温度为230°C，工件淬入盐浴冷却，并中度搅拌，工件在盐浴内冷却4.5 h后，清洗，空冷至室温，检测硬度为60HRC，然后放入空气炉回火4. 5 h，回火后，硬度仍为60HRC，没有降低。
实施例二 另一型号轴承套圈，有效壁厚为30mm，材料为GCrlSMo. 加热温度860°C， 保温时间15min，淬火介质盐浴，盐浴温度为235°C，工件淬入盐浴冷却，并中度搅拌，工件在盐浴内冷却4. 5 h后，然后直接升温到250°C，保温4. 5 h，硬度为60HRC。
两种型号轴承套圈上述热处理工艺淬火后，无淬火裂纹、残余应力极小、贝氏体组织稳定性好、基本没有残余奥氏体、硬度和疲劳强度高、耐磨性和尺寸稳定性好。
权利要求
1.一种高碳铬轴承钢贝氏体变温淬火方法，其特征在于采用贝氏体变温淬火，其步骤如下1)加热温度83(T88(TC，具体温度根据钢种和零件尺寸确定；2)保温时间根据工件壁厚确定，每100mm，保温0.6 0.他，最少保温lOmin，3)淬火冷却方式分为两种第一种为采用冷却能力足够的淬火介质，主要是淬火油或盐浴；并进行适当的搅拌， 确保工件以大于临界冷却速度的冷速冷到下贝氏体转变温度T2，并等温3. 5^4. 5h，升温至 T3，并等温3. 5 4. 5h ；第二种为采用冷却能力足够的淬火介质，主要是淬火油或盐浴；并进行适当的搅拌，确保工件以大于临界冷却速度的冷速冷到下贝氏体转变温度T2，并等温3. 5^4. 5h，空冷到Ms 点温度以下，再升温至T3，并等温3. 5^4. 5h ；两种淬火工艺路线不同，处理效果相同；所述Ms点是奥氏体开始转变为马氏体的温度，高碳铬轴承钢Ms点温度约在220°C。
2.根据权利要求1所述的高碳铬轴承钢贝氏体变温淬火方法，其特征在于所述T2温度约为 23(T250°C。
3.根据权利要求1所述的高碳铬轴承钢贝氏体变温淬火方法，其特征在于所述T3温度为T2+ (15^200C )和高温轴承工作温度+50°C二者中的温度较高者。
全文摘要
本发明涉及一种轴承贝氏体淬火方法，尤其涉及一种高碳铬轴承钢贝氏体变温淬火方法，其属于轴承加工领域，传统的高碳铬轴承钢高温轴承高温回火温度T1=高温轴承工作温度+50℃回火温度在200~350℃，高碳铬轴承钢高温轴承零件高温回火，硬度较低，例如GCr18Mo轴承钢经淬火和250℃高温回火后，硬度为56~58HRC，而经过T2温度为230℃，T3温度为250℃的下贝氏体变温淬火后，硬度为60HRC,，这就使采用下贝氏体变温淬火轴承钢与传统的高碳铬轴承钢淬火高温回火工艺相比，残余应力、高温回火马氏体、贝氏体组织稳定性和残余奥氏体相当，而硬度、耐磨性和疲劳强度更高，在同样的工作温度下，提高高温轴承疲劳寿命40%左右。
文档编号C21D1/19GK102505067SQ20111044756
公开日2012年6月20日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者初鑫, 尤绍军, 张晶, 毛红玉 申请人:瓦房店轴承集团有限责任公司