专利名称：一种用于轴承保持器热处理的真空脉冲氮化工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及轴承加工工艺，尤其涉及轴承保持器的热处理工艺。
背景技术：
轴承是机械设备必不可少的通用化标准化零部件，应用范围广泛，生产厂家众多。轴承保持器是轴承的重要组成零件，社会需求量巨大。轴承保持器与钢球配套，装在轴承圈内，由于随时保持与钢球接触摩擦，对材质的机械性能有较高的要求。一般加工轴承保持器时，都要经过热处理工艺，提高产品表面的强度和硬度，增强耐磨性。热处理方式有气体热处理和化学热处理等，一般经过磷化热处理后，产品硬度达到300HV 350HV，虽然耐蚀性有所提高，但分布不均匀，强度难以提高，配套性能和使用寿命受到限制。
发明内容
本发明的目的，就是提供一种用于轴承保持器的热处理工艺，工艺过程紧凑衔接，工艺参数合理有效，操作方便安全，能够提高产品的强度和耐磨性，优化配套性能，延长使用寿命，提高经济效益。本发明的任务是这样完成的研究设计一种用于轴承保持器热处理的真空脉冲氮化工艺，以井式真空脉冲氮化炉为热处理设备，以氨气瓶、氨气减压表、二氧化碳气瓶、二氧化碳气压表、流量计、真空泵、电磁阀、压力表、鼓风机、温度继电器为辅助装置，经过装炉、升温、充气、保温脉冲、降温、出炉的各个阶段的工艺过程，在特定的温度、压力、时间的工艺条件下，对轴承保持器工件进行真空脉冲氮化热处理。装炉阶段的工艺过程是将轴承保持器装在工件筐中，将工件筐装入井式真空脉冲氮化炉内，盖上炉盖密封。工艺过程是开启电源使井式真空脉冲氮化炉内升温，至180 220°C时，启动真空泵抽负压，检查炉内是否漏气，压紧炉盖，由温度继电器控制继续升温至300°C时，进入充气阶段。充气阶段的工艺过程是井式真空脉冲氮化炉内温度达到300°C时，开启氨气瓶向炉内充氨气，充气速率为300 600L/h，炉内继续升温至450 455°C时，保持炉内恒温30 35分钟，然后将井式真空脉冲氮化炉的上热电耦数显表设定温度为570°C、下热电耦数显表设定温度为530°C，升温至550°C，进入保温脉冲阶段。保温脉冲阶段的工艺过程是控制氨气流量为2400 2600L/h,同时充入二氧化碳气体，控制流量为500 600L/h，向炉内充气至压力表显示炉 内气压为O. 02Mpa后，减少充气量，设定保压I分 I分5秒，然后停止充气，开动真空泵向外抽气，至压力表显不炉内气压-O. 04Mpa,将上热电I禹数显表设定温度为585±2°C、下热电耦数显表设定温度为545±2°C，继续升温到炉内温度为565 570°C，由电磁阀自动控制上述充气、保压、抽气过程，反复循环，持续脉冲时间设定为105 110分钟，然后进入降温阶段。降温阶段的工艺过程是切断加热电源，关闭二氧化碳气瓶，氨气充气速率降至200 400L/h，将井式真空脉冲氮化炉顶部的出气阀打开，连接排气管伸入水中排气，保持炉内的正压，同时开动鼓风机降温至195°C，进入出炉阶段。出炉阶段的工艺过程是炉内温度降至190 195°C时，先关闭氨气瓶，再关闭井式真空脉冲氮化炉的进气阀，然后启动真空泵抽真空，炉内气压为-O. 02Mpa,打开阀门向炉内放入新鲜空气，置换炉内空气，连续三次循环抽真空、换空气，最后松开炉盖，打开炉口，取出装有轴承保持器的工件筐。使用时，井式真空脉冲氮化炉设置在地面之下，炉顶露出地面，氨气瓶、二氧化碳气瓶、水循环真空泵等主要配套设备以及各计量仪器、仪表设置在周围地面上，通过通气管道连通氮化炉，通过电气系统对各电气部件进行控制，对各仪器仪表进行监视和操作。全部热处理过程完成之后，从井式真空脉冲氮化炉的炉口中取出轴承保持器成品，再放入装有待处理工件的工件筐，放入井式真空脉冲氮化炉内，开始下一批工件的热处理工艺过程。按照上述技术方案进行实施，试验，证明本发明的工艺参数选择合理、有效，各个阶段的工艺过程衔接配套，操作方便，使用安全，经过处理的轴承保持器产品配套性能好、强度高、耐磨性强、使用寿命长，减少了维修费用，提高了效益，较好地达到了预定的目的。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明的具体实施方式
加以说明。
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采用功率为65KW的井式真空脉冲氮化炉，设置在地下井内，炉口位于炉顶位置。装炉阶段是将待处理的轴承保持器整齐地码放在特制的工件筐内，连筐一同通过炉口放置到氮化炉内，关闭炉盖密封，然后打开电源加热，进入升温阶段的工艺过程。当温度计显示炉内温度升至180 220°C时，起动水循环真空泵进行抽气，形成炉内负压，检查炉口炉盖是否有漏气，将炉盖进一步压紧盖严，防止漏气，密封保持正压。温度继电器控制电路继续升高炉内温度，至300°C即可进入充气阶段。充气阶段的工艺过程是开启氨气瓶向井式真空脉冲氮化炉内充氨气，充气速率为每小时300 600L ;炉内温度继续升温至450°C，稳定在450°C温度保持30分钟，再继续升温至550°C，进入保温脉冲阶段。保温脉冲阶段的工艺过程是将上热电耦数显表设定温度为570°C、下热电耦数显表设定温度为530°C，加大氨气充气流量为2400 2600L/h，同时充入二氧化碳气体，充气流量为500 600L/h，充气至压力表显示炉内气压达O. 02Mpa,保持压力I分 I分5秒，停止充气，开动真空泵进行抽气至炉内气压为-O. 04Mpa。然后将上热电耦数显表设定温度为585±2°C、下热电耦数显表设定温度为545±2°C，继续升温至炉内温度565 570°C，由电磁阀控制向炉内充气、保压、抽气的上述过程，不间断地反复循环，持续脉冲时间为105 108分钟，完成升温脉冲阶段，进入降温阶段。降温阶段的工艺过程是切断加热电源，关闭二氧化碳气体供给，开动鼓风机降温，氨气充气速率降至200 400L/h，然后将井式真空脉冲氮化炉顶部的出气阀打开，通过连接的排气管伸入水中排气，保持炉内的正压；同时开动鼓风机降温，至195°C即可进入出炉阶段。出炉阶段的工艺过程是当炉内温度降至190 195°C时，先关闭氨气瓶，再关闭井式真空脉冲氮化炉的进气阀，然后用真空泵抽真空，使炉内形成负压-O. 02Mpa，再置换炉内空气。连续三次循环抽真空、换空气后，即可松开炉盖、打开炉口，取出处理好的轴承保持器，完成全部热处理过程。采用本发明对轴承保持器进行热处理，工艺参数选择准确有效，工艺路线合理，工艺过程紧凑衔接，设备装置配套，便于操作，使用安全，处理后的轴承保持器表面硬度达到HV380 550，强度高，质量好，硬度均匀，耐磨性好，使用寿命长。本发明适用于各种轴承保持器，具有良好的经济社会效益和光明的推广前景。
权利要求
1.一种用于轴承保持器热处理的真空脉冲氮化工艺，其特征在于是以井式真空脉冲氮化炉为热处理设备，以氨气瓶、氨气减压表、二氧化碳气瓶、二氧化碳气压表、流量计、真空泵、电磁阀、压力表、鼓风机、温度继电器为辅助装置，经过装炉、升温、充气、保温脉冲、降温、出炉的各个阶段的工艺过程，在特定的温度、压力、时间的工艺条件下，对轴承保持器工件进行真空脉冲氮化热处理。
2.按照权利要求1所述的用于轴承保持器热处理的真空脉冲氮化工艺，其特征在于所述的装炉阶段的工艺过程是将轴承保持器装在工件筐中，将工件筐装入井式真空脉冲氮化炉内，盖上炉盖密封。
3.按照权利要求1所述的用于轴承保持器热处理的真空脉冲氮化工艺，其特征在于所述的升温阶段的工艺过程是开启电源使井式真空脉冲氮化炉内升温，至180 220°C时， 启动真空泵抽负压，检查炉内是否漏气，压紧炉盖，由温度继电器控制继续升温至300°C时， 进入充气阶段。
4.按照权利要求1所述的用于轴承保持器热处理的真空脉冲氮化工艺，其特征在于所述的充气阶段的工艺过程是井式真空脉冲氮化炉内温度达到300°C时，开启氨气瓶向炉内充氨气，充气速率为300 600L/h，炉内继续升温至450 455 °C时，保持炉内恒温30 35分钟，然后将井式真空脉冲氮化炉的上热电耦数显表设定温度为570°C、下热电耦数显表设定温度为530°C，升温至550°C，进入保温脉冲阶段。
5.按照权利要求1所述的用于轴承保持器热处理的真空脉冲氮化工艺，其特征在于所述的保温脉冲阶段的工艺过程是控制氨气流量为2400 2600L/h，同时充入二氧化碳气体，控制流量为500 600L/h，向炉内充气至压力表显示炉内气压为O. 02Mpa后，减少充气量，设定保压I分 I分5秒，然后停止充气，开动真空泵向外抽气，至压力表显示炉内气压-O. 04Mpa，将上热电耦数显表设定温度为585±2°C、下热电耦数显表设定温度为 545±2°C，继续升温到炉内温度为565 570°C，由电磁阀自动控制上述充气、保压、抽气过程，反复循环，持续脉冲时间设定为105 110分钟，然后进入降温阶段。
6.按照权利要求1所述的用于轴承保持器热处理的真空脉冲氮化工艺，其特征在于所述的降温阶段的工艺过程是切断加热电源，关闭二氧化碳气瓶，氨气充气速率降至 200 400L/h，将井式真空脉冲氮化炉顶部的出气阀打开，连接排气管伸入水中排气，保持炉内的正压，同时开动鼓风机降温至195°C，进入出炉阶段。
7.按照权利要求1所述的用于轴承保持器热处理的真空脉冲氮化工艺，其特征在于所述的出炉阶段的工艺过程是炉内温度降至190 195°C时，先关闭氨气瓶，再关闭井式真空脉冲氮化炉的进气阀，然后启动真空泵抽真空，炉内气压为-O. 02Mpa，打开阀门向炉内放入新鲜空气，置换炉内空气，连续三次循环抽真空、换空气，最后松开炉盖，打开炉口，取出装有轴承保持器的工件筐。
全文摘要
一种用于轴承保持器热处理的真空脉冲氮化工艺,工艺过程是将轴承保持器装入井式真空脉冲氮化炉，密封炉口，炉内升温至300℃后充入氨气，升温至450～455℃，保温30～35分钟；再升温至550℃，向炉内充入氨气和二氧化碳气体，至炉内气压0.02MPa，保压1分～1分5秒，然后抽真空至-0.04MPa，再升温至565℃。如此反复循环充气、抽气，持续105～110分钟脉冲时间。然后切断电源，关闭二氧化碳气瓶，打开出气阀，开动鼓风机排气降温至195℃。关闭氨气瓶、关闭炉顶进气阀，再抽真空，放入空气，反复三次，置换炉内空气。最后打开炉口，取出工件。本发明工艺参数选择合理，操作方便，安全。经过处理的轴承保持器硬度高、耐磨性好、强度高，使用寿命长。
文档编号C23C8/24GK102994939SQ20131000427
公开日2013年3月27日 申请日期2013年1月7日 优先权日2013年1月7日
发明者田天民, 王学景, 王纯志 申请人:聊城市人和精工轴承有限公司