专利名称：不规则轴承套圈热处理工艺以及适用于该工艺的淬火油的制作方法
技术领域：
本发明属于热处理技术领域，尤其是指一种减少不规则的高碳铬轴承套圈变形程度的热处理工艺；本发明还涉及一种适用于上述工艺的淬火油。
背景技术：
滚动轴承是各种机械传动部分的基础零件之一，其工作条件极其苛刻。由于滚动体和套圈滚道之间接触面积小，因而接触压应力可高达300(T5000MPa，循环力次数每分钟可高达数万次。轴承滚珠和内外套圈之间由于有杂质还会产生磨削运动，运转一定时间后将会产生接触疲劳破坏，寿命就会大大的降低。这样要求在装配清洁度的保证情况下，同时也要在使用过程中防止空气的灰尘进入轴承中，基于这个目的我们设计了一个端盖装配在套圈上隔绝外部空气的灰尘。轴承的套圈属于薄壁环形件，且要求高硬度以达到耐磨的要求。淬火后的套圈变形大，形状不易控制；如果套圈的形状不规则，在各种应力的作用下，套圈的变形更大，形状更不易控制。要让此类热处理过的表面直接装配或安装其它部件，基本无法实现。在传统工艺中，为解决此类问题，往往在热处理后要安排一道或多道的精加工工序(比如采用成型刀进行精车或者采用成型磨削)。由于热处理后套圈的硬度达到59-65HRC，因此如果采用成型刀进行精车，车刀的寿命便受到很大的局限，成本很高；如果采用成型磨削，又因为端盖槽形状的高碳铬，要重新设计机床的砂轮修整机构，并定制金刚滚轮进行成型修整，也面临着一个成本问题。另外，淬火时将会产生了热应力和组织应力，热应力是由于心部和表面出现了温差，初期表面率先冷却，收缩量较大，因心部阻碍产生了拉应力，心部则受到压应力，从而产生了应力变形。同时由于表面先冷至Ms以下，发生马氏体转变，比容增大，体积膨胀。心部比容小，力图阻止表面膨胀。热应力和组织应力分布截然相反，由于工件大而薄，组织应力大于热应力。所以我们着重考虑冷却速度从GCrl5钢连续冷却曲线可知，奥氏体最不稳定温度范围在65(T450°C间，容易发生珠光体和贝氏体转变，最终性能得不到保障。为此，在上述温度范围内必须快冷，为了减少变形，减小在马氏体转变区的冷却速度，又必须减缓冷却速度。这就要求要一种好的淬火油。
发明内容
本发明提出了一种热处理技术，其目的在于克服现有技术存在的轴承套圈在热处理时变形程度较大，以至于热处理后的轴承套圈无法直接使用的缺陷。本发明的技术方案如下
一种淬火油，它按质量组份比包括20号机械油970-980份、石油磺酸|丐5-10份、2, 6-叔丁基对甲酚5-10份、咪唑啉油酸盐5-10份以及聚异丁烯二酰亚胺1-5份。进一步的，按质量组分比，所述淬火油包括20号机械油977份、石油磺酸钙10份、 2，6-叔丁基对甲酚6份、咪唑啉油酸盐5份以及聚异丁烯二酰亚胺2份。
不规则轴承套圈微变形热处理工艺，它包括以下步骤a、先使轴承套圈在 700-720°C的环境下预热15-20min ;b、把轴承套圈置于825_833°C的环境下保温15_25min， 使其奥氏体化；c、然后再将轴承套圈置于装有特定淬火油的淬火槽内淬火；d、最后进行回火，并制成成品。作为本发明的改进，所述步骤c中，轴承套圈进入淬火槽内的入油温度为 790-8100C ;出油温度为 95-105。。。作为本发明的进一步改进，所述入油温度为800°C ;出油温度为100°C。由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于
I、本发明的工艺能极大地减少不规则轴承套圈在热处理后的变形程度，不用进行后续的精加工工序，可以直接进行装配，大大降低加工成本。2、由于工件在车加工过程中会留有残余应力，在加热时松弛，使工件发生塑性变形，为了在组织发生奥氏体化前释放残余应力，本发明增加了预热的加工步骤，通过预热可使残余应力得到释放，从而缓解了淬火前期的变形。3、通过选择特制的淬火油以及控制入油温度和出油温度能减少轴承套圈在淬火过程中的变形，从而使轴承套圈具有合格的精度。4、本发明的淬火油能在65(T450°C的区间内快速冷却，减少了珠光体和贝氏体转变，从而减少了轴承套圈的变形；同时它能在低温区间内缓慢冷却，符合马氏体转变区的要求。
具体实施例方式实施例一
一种淬火油，它包括97. 7% (重量)的20号机械油、1%的石油磺酸钙(促冷剂)、0. 6%的 2,6-叔丁基对甲酚(抗氧化剂)、0. 5%的咪唑啉油酸盐(光亮剂)以及O. 2%的聚异丁烯二酰亚胺。淬火油的配置过程如下将基础油20号机械油加热到50°C，加入1%促冷剂石油磺酸钙，开启搅拌器，搅拌10分钟，在这过程中油温要保持50°C ±5°C。接着继续升温到60°C 加入O. 5%光亮剂咪唑啉油酸盐，O. 2%聚异丁烯二酰亚胺，搅拌20分钟。继续升温到90°C， 加入O. 6%抗氧化剂2，6-叔丁基对甲酚，搅拌10分钟，最后制成成品。其中的石油磺酸钙为固体，分子式=CaH2O6S2，作用表面活性物质，可阻止和减轻零件上积炭，防止零件表面粘滞，冷却油的使用期限油溶性表面活性剂，具有中和作用、增溶作用、分散作用及洗涤作用，耐高温，能够提高油高温的冷却需要。2，6_叔丁基对甲酚又名2，6_ 二叔丁基-4-甲基苯酚其为白色晶体，用于防止淬火油的粘度的上升，提高淬火油的抗氧剂。咪唑啉油酸盐为黄褐色粘稠液体，淬火温度一般在800°C以上，此温度下淬火油难免会发生分解、聚合、氧化等反应，从而产生少量的非油溶性和碳黑等物质。这些物质会附着在工件表面，使工件失去光泽。咪唑琳油酸盐是一种极性基较强的大分子聚合物，由于具有较好的浮油分散性，溶解性和置换作用，在淬火油中能防止淬火部件表面炭黑积聚沉淀，从而达到光亮作用。聚异丁烯二酰亚胺，固体，系调制分散剂的主要原料之一，用该产品调制的油品具有清净分散性，具有良好的烟灰油泥分散作用，能有效的抑制油粘度的增长。 由于其具有良好的低温分散和增溶作用、一定的高温分散作用，能有效抑制低温油泥的形成。
粘度是淬火油一个很重要的指标，粘度大小对在高温区与低温区的冷却能力带来不同的影响。粘度大，在高温区冷却速度大，在低温区冷却速度随粘度的增大而降低。粘度小，在低温区冷却速度大。我们通过诸多实验后选择了 20号机械油为基础油，20号机械油的流动性大和粘度较好，同时它的闪点为170°C，使用安全；凝点为_15°C，在日常下性能稳定。但它的理想的冷却性相对比较低，我们在20机械油的基础上加入适当添加剂(促冷剂和抗氧化剂)来增加它的粘度，提高油高温的冷却能力，延长其使用寿命。这样组成的淬火油具有良好的流动性，再在淬火槽内增加一个搅拌器，使油能冲刷零件的表面，使油在高温区冷却速度进一步增强，并使工件得到均匀的冷却，减少组织应力的形成，而对低温区的影响较小，从而使工件在冷却的过程中变形量最小，达到了我们设计的要求。不规则的高碳铬轴承套圈微变形热处理工艺，它包括以下步骤a、先将轴承套圈放置于热处理炉的炉口并在700°C的环境下预热20min ;b、把轴承套圈放置于热处理炉内， 并在825°C的环境下保温20min，使其奥氏体化；c、然后再将轴承套圈置于淬火槽(淬火槽内放置有上述特制的淬火油)内淬火，轴承套圈进入淬火槽内的入油温度为800°C ;出油温度为100°C ;d、最后进行回火，并制成成品，该制成品的径向变形和轴向变形都极小，直接可以进行装配。实施例二
本实施例与上述实施例一的技术方案基本相同，其主要区别在于，本实施例的淬火油包括97% (重量)的20号机械油、O. 5%的石油磺酸钙(促冷剂)、0. 5%的2，6-叔丁基对甲酚 (抗氧化剂)、0. 6%的咪唑啉油酸盐(光亮剂)以及O. 1%的聚异丁烯二酰亚胺。本实施例的不规则轴承套圈热处理工艺包括以下步骤a、先使轴承套圈在720°C的环境下预热15min ； b、把轴承套圈置于833°C的环境下保温15min，使其奥氏体化；c、然后再将轴承套圈置于淬火槽(淬火槽内放置有上述特制的淬火油)内淬火，轴承套圈进入淬火槽内的入油温度为 7900C ;出油温度为95°C ;d、最后进行回火，并制成成品。实施例三
本实施例与上述实施例一的技术方案基本相同，其主要区别在于，本实施例的淬火油包括98% (重量)的20号机械油、O. 8%的石油磺酸钙(促冷剂)、1%的2，6_叔丁基对甲酚(抗氧化剂)、1%的咪唑啉油酸盐(光亮剂)以及O. 5%的聚异丁烯二酰亚胺。本实施例的不规则高碳铬轴承套圈热处理工艺包括以下步骤a、先使轴承套圈在710°C的环境下预热18min ； b、把轴承套圈置于830°C的环境下保温16min，使其奥氏体化；c、然后再将轴承套圈置于淬火槽(淬火槽内放置有上述特制的淬火油)内淬火，轴承套圈进入淬火槽内的入油温度为 8100C ;出油温度为105°C ;d、最后进行回火，并制成成品。上述仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
权利要求
1.一种淬火油,其特征在于,它按质量组份比包括20号机械油970-980份、石油磺酸钙5-10份、2，6-叔丁基对甲酚5-10份、咪唑啉油酸盐5-10份以及聚异丁烯二酰亚胺1_5 份。
2.如权利要求I所述的淬火油，其特征在于按质量组分比，所述淬火油包括20号机械油977份、石油磺酸钙10份、2，6-叔丁基对甲酚6份、咪唑啉油酸盐5份以及聚异丁烯二酰亚胺2份。
3.不规则轴承套圈微变形热处理工艺，其特征在于，它包括以下步骤a、先使轴承套圈在700-720 °C的环境下预热15-20min ;b、把轴承套圈置于825-833 °C的环境下保温 15-25min，使其奥氏体化；c、然后再将轴承套圈置于装有权利要求I所述的淬火油的淬火槽内淬火；d、最后进行回火，并制成成品。
4.如权利要求I所述的热处理工艺，其特征在于所述步骤c中，轴承套圈进入淬火槽内的入油温度为790-810°C ;出油温度为95-105°C。
5.如权利要求2所述的热处理工艺，其特征在于所述入油温度为800°C;出油温度为 100 O。
全文摘要
本发明公开了一种不规则轴承套圈热处理工艺，包括以下步骤a、先使轴承套圈在700-720℃的环境下预热15-20min；b、把轴承套圈置于825-833℃的环境下保温15-25min，使其奥氏体化；c、然后再将轴承套圈置于淬火槽内淬火；d、最后进行回火，并制成成品。本发明还公开了适用于上述工艺的淬火油，它包括20号机械油970-980份、石油磺酸钙5-10份、2，6-叔丁基对甲酚5-10份、咪唑啉油酸盐5-10份以及聚异丁烯二酰亚胺1-5份。通过对工艺本身以及淬火油的选用，本发明的工艺能极大地减少轴承套圈在热处理后的变形程度，不用进行后续的精加工工序，可以直接进行装配，大大降低加工成本。
文档编号C21D1/18GK102605149SQ20121010636
公开日2012年7月25日 申请日期2012年4月12日 优先权日2012年4月12日
发明者伍海云, 李力, 陈志婷, 陈珊惠 申请人:奥新(厦门)轴承有限公司