高碳鉻(GCr15)軸承碳氮共滲處理后表面細化工藝的制作方法
專利名稱:高碳鉻(GCr15)軸承碳氮共滲處理后表面細化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種高碳鉻(GCrl5)軸承碳氮共滲處理后表面細化工藝。
背景技術(shù):
目前常規(guī)的GCrl5軸承鋼表面碳氮共滲工藝將軸承套圈在較低的溫度下(810 840°C ),較高的碳氮氣氛(碳勢控制在1. 0 1. 5,氮勢控制在2 6% )中加熱保溫1. 5 3小時,隨后進行淬火和回火。按照這種熱處理工藝,軸承套圈殘余奧氏體含量在25 35%,表面呈較大壓應(yīng)力狀態(tài)。但是這種工藝處理零件表面顯微組織中碳氮化物呈現(xiàn)大塊 狀甚至是殼狀,這種組織在軸承使用過程中,將大大降低高殘奧量的有利影響,甚至使軸承 脆性增大,經(jīng)常出現(xiàn)軸承嚴(yán)重失效,造成不可預(yù)想的事故。由于此種常規(guī)熱處理后的GCrl5 軸承表面具有非常少量的殘余奧氏體量及較大的拉應(yīng)力,這樣的軸承在較惡劣的工況下 (如汽車變速器等)使用時,非常容易失效。研究表面對軸承套圈進行表面碳氮共滲能大幅 提高表面殘余奧氏體含量以及使表面產(chǎn)生較大的殘余壓應(yīng)力,從而能大幅度地延長軸承的 使用壽命。但是由于GCrl5鋼本屬于高碳鉻軸承鋼,若再次施以碳氮共滲處理時,零件表面 將不可避免地出現(xiàn)大塊狀碳氮化物甚至殼狀碳氮化物,因此亟待發(fā)明新的工藝方法使?jié)B入 零件表面的碳氮化物得到細化,使之更有利于軸承的使用壽命。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中對GCrl5軸承鋼表面進行碳氮共滲工藝所存在 的上述問題,提供一種高碳鉻(GCrl5)軸承碳氮共滲處理后表面細化工藝。本發(fā)明設(shè)計高 碳鉻(GCrl5)軸承碳氮共滲處理后表面細化工藝,其特征在于將軸承套圈在810 840°C 的溫度下,在碳氮氣氛為碳勢在1. 0 1. 5,氮勢在2 6%的條件下保溫1. 5 3小時,隨 后進行淬火,淬火溫度為810 84(TC;再將軸承套圈加熱至500 60(TC去應(yīng)力回火,回火 2 3小時,再將軸承套圈加熱到800 830°C ,保溫0. 5 1. 5小時,再次進行淬火,淬火 溫度為800 83(TC,然后再次將軸承套圈加熱至150 20(TC回火,回火2 3小時。所 進行的兩次淬火為用30 IO(TC的油淬火。本發(fā)明的優(yōu)點是使?jié)B入軸承套圈表面的碳氮化 物得到細化,使之更有利于軸承的使用壽命。
下面結(jié)合附圖
和實例對本發(fā)明作詳細說明。
附圖l為實例l工藝曲線,
附圖2為實例2工藝曲線,
具體實施例方式
將軸承套圈在810 840°C的溫度下,在碳氮氣氛為碳勢在1. 0 1. 5,氮勢在 2 6%的條件下保溫1. 5 3小時,隨后進行淬火,淬火溫度為810 840°C ;再將軸承套 圈加熱至500 60(TC去應(yīng)力回火,回火2 3小時,再將軸承套圈加熱到800 83(TC,保 溫0. 5 1. 5小時,再次進行淬火,淬火溫度為800 83(TC,然后再次將軸承套圈加熱至150 20(TC回火,回火2 3小時。所進行的兩次淬火為用30 IO(TC的油淬火。采用這 種方法后,實現(xiàn)了軸承表面殘余奧氏體量25% 35%,獲得表面殘余壓應(yīng)力200 500Mpa, 并使表面無大塊狀和殼狀碳氮化合物,最大碳氮化合物尺寸不超過30 ii m,經(jīng)軸承強化疲勞 壽命試驗(試驗載荷為45%的額定動載荷)提高了 15%以上。 下面為對型號為6305X2軸承(額定動載荷為24. 8KN、極限轉(zhuǎn)速為12000rpm)的兩 個實施例,檢測和試驗數(shù)據(jù)如下 實施例1 :將軸承套圈加熱至810°C ,在碳氮氣氛為碳勢在1. 0 1. 5,氮勢在2 6%的條件下保溫1. 0小時,然后用3(TC的油淬火,再將軸承套圈加熱至50(TC去應(yīng)力回火 2小時,再將經(jīng)軸承套圈加熱至80(TC保溫0. 5小時后用3(TC的油淬火,再將軸承套圈加熱 至150°C回火2小時。經(jīng)檢測和試驗后,表面殘余奧氏體含量25 30% ,表面應(yīng)力為200 300Mpa壓應(yīng)力,經(jīng)檢測后表面無大塊狀碳氮化物,最大碳氮化物尺寸為25ym ;強化疲勞壽 命試驗后,試驗軸承的最小壽命為801小時,大于9L1Q (L1Q為87小時),共試驗軸承8套,可 靠度大于99.5%。 實施例2 :將軸承套圈加熱至825t:,在碳氮氣氛為碳勢在1. 0 1. 5,氮勢在2 6%的條件下保溫2. 5小時,然后用65t:的油淬火,然后將軸承套圈加熱至55(TC去應(yīng)力回 火2. 5小時,再將軸承套圈加熱至815t:保溫1. 2小時后用65°C的油淬火,隨后將軸承套圈 加熱至18(TC回火2. 5小時。經(jīng)檢測和試驗后,表面殘余奧氏體含量27 35%,表面應(yīng)力 為200 400Mpa壓應(yīng)力,經(jīng)檢測后表面無大塊狀碳氮化物,最大碳氮化物尺寸為20 y m ;; 強化疲勞壽命試驗后,試驗軸承的最小壽命為889小時,大于10L1Q(L1Q為87小時),共試驗 軸承8套,可靠度大于99.5%。 實施例3 :將軸承套圈加熱至84(TC,在碳氮氣氛為碳勢在1. 0 1. 5,氮勢在2 6%的條件下保溫3小時,然后用10(TC的油淬火,然后將軸承套圈加熱至60(TC去應(yīng)力回 火3小時,再將軸承套圈加熱至83(TC保溫1. 5小時后用IO(TC的油淬火,隨后將軸承套圈 加熱至20(TC回火3小時。經(jīng)檢測和試驗后,表面殘余奧氏體含量27 35%,表面應(yīng)力為 200 400Mpa壓應(yīng)力,經(jīng)檢測后表面無大塊狀碳氮化物,最大碳氮化物尺寸為20 y m ;;強 化疲勞壽命試驗后,試驗軸承的最小壽命為889小時,大于10L1Q (L1Q為87小時),共試驗軸 承8套,可靠度大于99.5%。 以上試驗軸承的檢測均根據(jù)軸承機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T1255-2001、 JB/T50013-2000 進行,軸承強化疲勞試驗按標(biāo)準(zhǔn)JB/T50013-2000要求進行,上述疲勞試驗均比未進行低溫 二次淬火時的疲勞壽命試驗結(jié)果(最小疲勞壽命為701小時)提高了 15%以上。該工藝 方法可以使GC15鋼表面碳氮共滲工藝得到的高殘奧量及高應(yīng)力的優(yōu)勢充分發(fā)揮,提高了 GC15鋼表面碳氮共滲工藝的實用性。采用這種工藝后預(yù)計可以額外產(chǎn)生5000萬元以上的 效益。
權(quán)利要求
高碳鉻(GCr15)軸承碳氮共滲處理后表面細化工藝,其特征在于將軸承套圈在810~840℃的溫度下,在碳氮氣氛為碳勢在1.0~1.5,氮勢在2~6%的條件下保溫1.5~3小時,隨后進行淬火,淬火溫度為810~840℃;再將軸承套圈加熱至500~600℃去應(yīng)力回火,回火2~3小時,再將軸承套圈加熱到800~830℃,保溫0.5~1.5小時,再次進行淬火,淬火溫度為800~830℃,然后再次將軸承套圈加熱至150~200℃回火,回火2~3小時。
2. 按權(quán)利要求1所述的高碳鉻(GCrl5)軸承碳氮共滲處理后表面細化工藝,其特征在 于所進行的兩次淬火為用30 IO(TC的油淬火。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高碳鉻(GCr15)軸承碳氮共滲處理后表面細化工藝。其特征在于將軸承套圈在810~840℃的溫度下,在碳氮氣氛為碳勢在1.0~1.5,氮勢在2~6%的條件下保溫1.5~3小時,隨后進行淬火,淬火溫度為810~840℃;再將軸承套圈加熱至500~600℃去應(yīng)力回火,回火2~3小時,再將軸承套圈加熱到800~830℃,保溫0.5~1.5小時,再次進行淬火,淬火溫度為800~830℃,然后再次將軸承套圈加熱至150~200℃回火,回火2~3小時。所進行的兩次淬火為用30~100℃的油淬火。本發(fā)明的優(yōu)點是使?jié)B入軸承套圈表面的碳氮化物得到細化,使之更有利于軸承的使用壽命。
文檔編號C21D1/18GK101748248SQ20081020478
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月17日
發(fā)明者劉斌, 郭長建, 高向陽 申請人:蘇州人本集團有限公司;蘇州思博特軸承技術(shù)研發(fā)有限公司