铁路货车轴承零部件的渗碳处理工艺的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种铁路货车轴承零部件的渗碳处理工艺，将所述铁路货车轴承零部件置于可控气氛井式渗碳炉中进行渗碳处理，包括以下步骤：a)一次升温：在15min中将炉内的温度从90℃升至500±10℃，炉内碳势控制在0.4～0.5％，保温时间为20±10min，这种铁路货车轴承零部件的渗碳处理工艺采用重复强渗和扩散的方法，使轴承零部件在渗碳成品后有效渗碳层的深度达到1.8～2.6mm，表面硬度为60～64HRC，心部硬度为35～45HRC，而且硬度均匀性±1HRC，硬化层均匀性±0.1mm，显微组织表面可达2～4级，芯部2～3级，保证轴承的可靠性和使用寿命。
【专利说明】
铁路货车轴承零部件的渗碳处理工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及热处理【技术领域】，尤其涉及一种铁路货车轴承零部件的渗碳处理工艺。
【背景技术】
[0002]热处理工艺是指零件热处理作业的全过程，完整的热处理工艺，不但能优质高效的生产出合格的产品，提高产品的服役寿命，而且能够降低生产成本，提高企业的效益。
[0003]化学热处理是表面合金化与热处理相结合的一项工艺技术，它是将金属或合金工件置于一定温度的活性介质中保温，是一种或者几种元素渗入工件表层中，配以不同的后续热处理，通过表面合金化实现表面强化，在提高表面强度、硬度、耐磨等性能的同时，保持心部的强韧性，是产品具有更高的综合力学性能，其中渗碳是为了增加钢件表层的碳含量和一定的碳浓度梯度，将钢件在渗碳介质中加热并保温，使碳原子渗入表层的化学热处理工艺。渗碳后淬火回火，能使零件表面硬度提高、耐磨，而心部韧性好。
[0004]铁路货车轴承的内外套圈通过渗碳方法成品后有效渗碳层的深度需要达到1.8?2.6mm，表面硬度为60?64HRC，心部硬度为35?45HRC，因为铁路货车轴承较大，应该在进行渗碳处理时加热时间较长，因此在热处理过程中变形量、渗碳层均匀度控制困难，渗碳之后容易产生表面局部硬度欠缺，渗碳层深度不均匀的缺陷，严重影响了轴承的可靠性和使用寿命。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是:为了解决现有技术中对铁路货车轴承的内外套圈的渗碳方法成品后容易产生表面局部硬度欠缺，渗碳层深度不均匀的缺陷，严重影响了轴承的可靠性和使用寿命的问题，本发明提供了一种铁路货车轴承零部件的渗碳处理工艺来解决上述问题。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种铁路货车轴承零部件的渗碳处理工艺，将所述铁路货车轴承零部件置于可控气氛井式渗碳炉中进行渗碳处理，包括以下步骤:
[0007]a) 一次升温:在15min中将炉内的温度从90°C升至500± 10°C，炉内碳势控制在0.4?0.5%，保温时间为20± 1min ；
[0008]b) 二次升温:在1min中将炉内温度升至860±10°C，炉内碳势调节为0.8?0.9%，保温时间为20± 1min ；
[0009]c) 一次强渗:将炉内温度提高到930±10°C，炉内碳势调节为I?1.2%，保温时间为 240 ?360min ；
[0010]d) 一次扩散:将炉内温度降至880±10°C，炉内碳势调节为1%，扩散时间为300 ?420min ；
[0011]e) 二次扩散:将炉内温度降至840±10°C，炉内碳势调节为0.9%，扩散时间为240 ?300min ；
[0012]f) 二次强渗:将炉内温度提高到930±10°C，炉内碳势调节为I?1.2%，保温时间为 240 ?360min ；
[0013]g)三次扩散:将炉内温度降至880±101:，炉内碳势在0.8?1%内调节，扩散时间为 240 ?300min ；
[0014]h)淬火:降低炉内温度，使轴承零部件的温度维持在840±10°C后进行油淬，淬火油的温度控制在70±5°C ;
[0015]i)清洗:去除轴承零部件表面的油溃，清洗液温度控制在65±5°C ；
[0016]j)回火:进行低温回火，控制炉内温度165±10°C，时间为40?10min ；
[0017]k)冷却:将轴承零部件从炉中取出进行空冷。
[0018]作为优选，在所述步骤i)清洗后将轴承零部件置于在75±10°C的环境中干燥。
[0019]作为优选,所述步骤a)、b)、c)、d)、e)、f)、g)的渗碳介质为丙烧。
[0020]作为优选，所述淬火油为快速光亮淬火油。
[0021]本发明的有益效果是，这种铁路货车轴承零部件的渗碳处理工艺采用重复强渗和扩散的方法，使轴承零部件在渗碳成品后有效渗碳层的深度达到1.8?2.6mm，表面硬度为60?64HRC，心部硬度为35?45HRC，而且硬度均匀性土 1HRC，硬化层均匀性±0.1mm,显微组织表面可达2?4级，芯部2?3级，保证轴承的可靠性和使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0023]图1是本发明铁路货车轴承零部件的渗碳处理工艺的最优实施例的工艺曲线图。
【具体实施方式】
[0024]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0025]本发明提供了一种铁路货车轴承零部件的渗碳处理工艺，将铁路货车轴承零部件置于可控气氛井式渗碳炉中进行渗碳处理，铁路货车轴承零部件具体是指铁路货车轴承箱的轴承内、外套圈，材质可以是G20CrNi2MoA，包括以下步骤:
[0026]a) 一次升温:在15min中将炉内的温度从90°C升至500± 10°C，炉内碳势控制在0.4?0.5%，保温时间为20± 1min ；
[0027]b) 二次升温:在1min中将炉内温度升至860±10°C，炉内碳势调节为0.8?0.9%，保温时间为20± 1min ；
[0028]c) 一次强渗:将炉内温度提高到930±10°C，炉内碳势调节为I?1.2%，保温时间为 240 ?360min ；
[0029]d) 一次扩散:将炉内温度降至880±10°C，炉内碳势调节为1%，扩散时间为300 ?420min ；
[0030]e) 二次扩散:将炉内温度降至840±10°C，炉内碳势调节为0.9%，扩散时间为240 ?300min ；
[0031]f) 二次强渗:将炉内温度提高到930±10°C，炉内碳势调节为I?1.2%，保温时间为 240 ?360min ；
[0032]g)三次扩散:将炉内温度降至880±101:，炉内碳势在0.8?1%内调节，扩散时间为 240 ?300min ；
[0033]h)淬火:降低炉内温度，使轴承零部件的温度维持在840±10°C后进行油淬，淬火油的温度控制在70±5°C ;
[0034]i)清洗:去除轴承零部件表面的油溃，清洗液温度控制在65±5°C ；
[0035]j)回火:进行低温回火，控制炉内温度165±10°C，时间为40?10min ；
[0036]k)冷却:将轴承零部件从炉中取出进行空冷。
[0037]在步骤i)清洗后将轴承零部件置于在75± 10°C的环境中干燥；
[0038]步骤a)、b)、c)、d)、e)、f)、g)的渗碳介质为丙烷，淬火油为快速光亮淬火油。
[0039]这种铁路货车轴承零部件的渗碳处理工艺采用重复强渗和扩散的方法，使轴承零部件在渗碳成品后有效渗碳层的深度达到1.8?2.6mm,表面硬度为60?64HRC，心部硬度为35?45HRC，而且硬度均匀性±1HRC，硬化层均匀性±0.1mm，显微组织表面可达2?4级，芯部2?3级，保证轴承的可靠性和使用寿命。
[0040]为了进一步说明本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
[0041]利用可控气氛井式渗碳炉对材质为G20CrNi2MoA的铁路铁路货车轴承箱的轴承内、外套圈进行渗碳处理，如图1所示，步骤为:
[0042]a) 一次升温:在15min中将炉内的温度从90°C升至500°C，炉内碳势控制在
0.45%，保温时间为20min ；
[0043]b) 二次升温:在1min中将炉内温度升至860°C，炉内碳势调节为0.85%，保温时间为20min ；
[0044]c) 一次强渗:将炉内温度提高到930°C，炉内碳势调节为1.15%，保温时间为300min ；
[0045]d) 一次扩散:将炉内温度降至880°C，炉内碳势调节为1%，扩散时间为360min ；
[0046]e) 二次扩散:将炉内温度降至840°C，炉内碳势调节为0.9%，扩散时间为270min ；
[0047]f) 二次强渗:将炉内温度提高到930°C，炉内碳势调节为1.15%，保温时间为300min ；
[0048]g)三次扩散:将炉内温度降至8801:，炉内碳势在0.8?I %内调节，扩散时间为270min ；
[0049]h)淬火:降低炉内温度，使轴承零部件的温度维持在840°C后进行油淬，淬火油的温度控制在70°C ；
[0050]i)清洗:去除轴承零部件表面的油溃，清洗液温度控制在65°C ；
[0051]i’ )干燥:将轴承零部件置于在75°C的环境中干燥；
[0052]j)回火:进行低温回火，控制炉内温度165°C，时间为70min ；
[0053]k)冷却:将轴承零部件从炉中取出进行空冷。
[0054]对本实施例渗碳处理后的轴承零部件进行性能测定，其中深度达到2.2mm,表面硬度为63.5HRC，心部硬度为41.8HRC，而且硬度均匀性±1HRC，硬化层均匀性±0.1mm，显微组织表面可达4级，芯部3级。
[0055]以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【权利要求】
1.一种铁路货车轴承零部件的渗碳处理工艺，其特征在于:将所述铁路货车轴承零部件置于可控气氛井式渗碳炉中进行渗碳处理，包括以下步骤:a)一次升温:在15min中将炉内的温度从90°C升至500± 10°C，炉内碳势控制在0.4?0.5%，保温时间为20± 1min ； b)二次升温:在1min中将炉内温度升至860± 10°C，炉内碳势调节为0.8?0.9%，保温时间为20 ± 1min ； c)一次强渗:将炉内温度提高到930±10°C，炉内碳势调节为I?1.2%，保温时间为240 ?360min ； d)一次扩散:将炉内温度降至880±10°C，炉内碳势调节为I %，扩散时间为300?420min ； e)二次扩散:将炉内温度降至840±10°C，炉内碳势调节为0.9%，扩散时间为240?300min ； f)二次强渗:将炉内温度提高到930±10°C，炉内碳势调节为I?1.2%，保温时间为240 ?360min ； g)三次扩散:将炉内温度降至880±10°C，炉内碳势在0.8?I%内调节，扩散时间为240 ?300min ； h)淬火:降低炉内温度，使轴承零部件的温度维持在840±10°C后进行油淬，淬火油的温度控制在70±5°C ; i)清洗:去除轴承零部件表面的油溃，清洗液温度控制在65±5°C； j)回火:进行低温回火，控制炉内温度165±10°C，时间为40?10min ； k)冷却:将轴承零部件从炉中取出进行空冷。
2.如权利要求1所述的铁路货车轴承零部件的渗碳处理工艺，其特征在于:在所述步骤i)清洗后将轴承零部件置于在75±10°C的环境中干燥。
3.如权利要求1所述的铁路货车轴承零部件的渗碳处理工艺，其特征在于:所述步骤a)、b)、c)、d)、e)、f)、g)的渗碳介质为丙烧。
4.如权利要求1所述的铁路货车轴承零部件的渗碳处理工艺，其特征在于:所述淬火油为快速光亮淬火油。
【文档编号】C23C8/22GK104404443SQ201410681920
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月24日 优先权日:2014年11月24日
【发明者】赵胜 申请人:张家港保税区奇利国际贸易有限公司