專利名稱：G20CrNi2MoA鋼代替G20Cr2Ni4A鋼制造軸承滾子的熱處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軸承制造技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及G20CrNi2MoA鋼代替 G20Cr2Ni4A鋼制造軸承滾子的熱處理工藝。
背景技術(shù)：
一直以來我國大型、特大型軋機(jī)軸承滾子大多數(shù)是用G20Cr2Ni4A 鋼制造的，世界上一些國家選用與之類似的鋼種如G15CrNi4MoA等制 造尺寸較大的軸承滾子，這主要是由于G20Cr2Ni4A鋼淬透性較好， 其臨界直徑上、下限為90 550mm，軸承行業(yè)滲碳熱處理淬火時(shí)，一 般用淬火油冷卻，淬火油冷卻能力較低，對(duì)G20Cr2Ni4A、G15CrNi4MoA 鋼制軸承滾子可以淬硬。G20Cr2Ni4A鋼含有較高的貴重合金元素Cr、 Ni，其價(jià)格也較高，在資源日益匱乏當(dāng)今節(jié)約資源已迫在眉睫，且采 用G20Cr2Ni4A鋼制造軸承滾子的熱處理工藝加工周期較長。由此， 采用 一種價(jià)格較G20Cr2Ni4A鋼低廉的材料代替G20Cr2Ni4A鋼制造軸 承滾子，是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及用G20CrNi2MoA鋼代替G20Cr2Ni4A鋼制造軸承滾子， G20CrNi2MoA鋼比G20Cr2Ni4A鋼含貴重合金元素Cr、 Ni少，其價(jià)格 較低，用G20CrNi2MoA鋼代替G20Cr2Ni4A鋼制造軸承滾子可節(jié)約材 料費(fèi)用和熱處理費(fèi)用，而G20CrNi2MoA鋼淬透性較差，其臨界直徑上、下限為18 80mm，由此，本發(fā)明的目的即是提出用G20CrNi2MoA鋼 代替G20Cr2Ni4A鋼制造軸承滾子的熱處理工藝。
本發(fā)明采用的熱處理工藝為采用G20CrNi2MoA鋼制造軸承滾 子，按所制造滾子直徑的大小依次采用不同冷卻能力的淬火介質(zhì)進(jìn)行 冷卻及熱處理；對(duì)直徑10ram 110咖的G20CrNi2MoA鋼制滲碳鋼滾子 按直徑大小依次采用淬火油、聚乙烯醇水溶液、堿水溶液淬火介質(zhì)進(jìn) 行冷卻，確定淬火工藝為直徑小于017mm的滾子采用油淬火冷卻， 直徑017 60mm的滾子采用聚乙烯醇水溶液淬火冷卻，直徑060 110mm的滾子采用10%堿水溶液淬火冷卻，滲碳后采用60(TCX5h高 溫回火；其余淬火工藝參數(shù)與同型號(hào)G20Cr2M4A鋼制軸承滾子相同， 以保證G20CrNi2MoA鋼制造的滲碳鋼軸承滾子的淬火質(zhì)量，軸承零件 淬火冷卻時(shí)，若冷卻速度較快，則變形和開裂傾向增大，但滲碳鋼軸 承滾動(dòng)體形狀比較簡單，淬火時(shí)變形極小，滲碳后淬火時(shí)，表面處于 壓應(yīng)力狀態(tài)，裂紋敏感性降低，不產(chǎn)生淬火裂紋。滿足使用要求并節(jié) 約了材料費(fèi)用和縮短了加工周期，節(jié)約了熱處理加工費(fèi)用。具有較大 的經(jīng)濟(jì)效益。
G20CrNi2MoA鋼比G20Cr2Ni4A鋼含有較低的合金元素，伸長 率較高，抗拉強(qiáng)度較低，斷面收縮率和沖擊韌度相當(dāng)，該兩種鋼制軸 承零件均要求滲碳淬火，滲碳淬火技術(shù)要求除滲碳硬化層深度因零件 而異外，其余各項(xiàng)要求基本相同，G20CrNi2MoA鋼鍛造、沖壓、車 削和磨削性能優(yōu)于G20Cr2Ni4A鋼，滲碳速度比G20Cr2Ni4A鋼快20 %左右。G20CrNi2MoA鋼滲碳時(shí)，表面碳濃度易于控制，滲層粗大碳化物100%合格，G20Cr2Ni4A鋼滲碳時(shí)，表面碳濃度不易控制，滲層 粗大碳化物有時(shí)超過要求。為此采用G20CrNi2MoA鋼替代G20Cr2Ni4A 鋼制造滲碳鋼軸承滾子，淬火時(shí)應(yīng)采用比淬火油冷卻能力強(qiáng)的淬火介 質(zhì)，通過對(duì)水基有機(jī)物淬火冷卻介質(zhì)、水、水基無機(jī)物淬火冷卻介質(zhì) 的冷卻能力、冷卻特性、同等冷卻能力下的防淬火開裂能力、防腐性、 防銹性等分析，對(duì)直徑10mm 110mm的G20ONi2MoA鋼制滲碳鋼滾子 按直徑大小依次采用淬火油、聚乙烯醇水溶液、堿水溶液淬火介質(zhì)進(jìn) 行冷卻，G20CrNi2MoA鋼制造軸承滾子滲碳后采用600。CX5h高溫 回火，而G20Cr2Ni4A鋼需600°C X 12h高溫回火后需再650°C X 12h 高溫回火，G20CrNi2MoA鋼熱處理工藝性能明顯優(yōu)于G20Cr2Ni4A鋼。 用G20CrNi2MoA鋼替代G20Cr2Ni4A鋼制造滲碳鋼軸承滾子具有 以下優(yōu)點(diǎn)
1. G20CrNi2MoA鋼滲碳時(shí)不易產(chǎn)生粗大碳化物，滲碳過程易于 控制，滲碳質(zhì)量檢査合格；
2. G20CrNi2MoA鋼滲碳后采用60(TCX10h回火，縮短了高溫回 火時(shí)間，提高了高溫回火組織合格率，節(jié)約了高溫回火費(fèi)用，降低了 回火成本；
3. 根據(jù)滾子尺寸不同采用不同的淬火介質(zhì)進(jìn)行淬火冷卻，可以 保證滾子的淬火質(zhì)量；
4. 采用聚乙烯醇水溶液和10%堿水溶液淬火，淬火成本較低， 無毒，不燃燒，使用安全，管理方便，淬火時(shí)無油煙，工件表面干凈， 符合清潔熱處理要求；5.用G20CrNi2MoA替代G20Cr2M4A、 G15CrNi4MoA鋼制造大尺 寸滲碳軸承滾子不僅可以滿足使用性能要求，而且可以提高工藝性 能，縮短加工周期，降低加工費(fèi)用，同時(shí)節(jié)約了大量貴重合金元素 Cr、 Ni、減少了材料費(fèi)用，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和推廣應(yīng)用價(jià)值。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明加以說明，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限
制-
以下給出的實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
實(shí)施例的工藝流程包括滲碳-一一次淬火-一 清洗-一高溫回火 —-二次淬火一-清洗一-回火。具體為-
a、 滾子裝入滲碳料架上；
b、 將裝入滾子的滲碳料架放入滲碳爐內(nèi)，滲碳溫度設(shè)定為930°C 士10。C，儀表指示溫度到80(TC時(shí)開啟碳控儀，碳勢設(shè)定為1.0%，供 給滲碳劑，24小時(shí)取過程試樣化驗(yàn)，根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，48小 時(shí)后碳控儀設(shè)定為0. 80%進(jìn)行擴(kuò)散，以后每日根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果決定是否 對(duì)碳控儀進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)化驗(yàn)結(jié)果達(dá)到工藝要求時(shí)，降溫至89(TC，保 溫2小時(shí)后出爐油冷，之后進(jìn)行清洗；
c、 高溫回火溫度60(TC，時(shí)間10h;
d、 滾子裝入淬火料架上；
e、 將裝入滾子的淬火料架放入淬火爐內(nèi)淬火加熱800 82CTC， 保溫時(shí)間根據(jù)滾子尺寸確定；根據(jù)滾子尺寸淬入不同的淬火介質(zhì)中冷 卻，即直徑小于C17ram的滾子采用油淬火冷卻，直徑(T17 60mm的滾子采用聚乙烯醇水溶液淬火冷卻，直徑C:60 110mm的滾子采用 10%堿水溶液淬火冷卻；
f、低溫回火溫度16(TC，時(shí)間12h。 實(shí)施例1
77188軸承滾子
a、 滾子裝入滲碳料架上；
b、 將裝入滾子的滲碳料架放入滲碳爐內(nèi)，滲碳溫度設(shè)定為930°C ， 儀表指示溫度到80(TC時(shí)開啟碳控儀，碳勢設(shè)定為1. 0%，供給滲碳劑， 24小時(shí)取過程試樣化驗(yàn)，根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，48小時(shí)后碳控儀 設(shè)定為0.80%進(jìn)行擴(kuò)散，以后每日根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果決定是否對(duì)碳控儀進(jìn) 行調(diào)整，當(dāng)化驗(yàn)結(jié)果達(dá)到工藝要求時(shí)，降溫至89(TC，保溫2小時(shí)后 出爐油冷，之后進(jìn)行清洗；
c、 高溫回火溫度60(TC，時(shí)間10h;
d、 滾子裝入淬火料架上；
e、 將裝入滾子的淬火料架放入淬火爐內(nèi)淬火加熱805°C，保溫 95min;根據(jù)滾子尺寸淬入聚乙烯醇水溶液淬火介質(zhì)中冷卻，之后清 洗；
f、 低溫回火溫度16(TC，時(shí)間12h。 實(shí)施例2
10777/600軸承滾子 a、滾子裝入滲碳料架上， b、將裝入滾子的滲碳料架放入滲碳爐內(nèi)，滲碳溫度設(shè)定為93CTC，儀表指示溫度到80(TC時(shí)開啟碳控儀，碳勢設(shè)定為1. 0%，供給滲碳劑， 24小時(shí)取過程試樣化驗(yàn)，根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，48小時(shí)后碳控儀 設(shè)定為0.80%進(jìn)行擴(kuò)散，以后每日根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果決定是否對(duì)碳控儀進(jìn) 行調(diào)整，當(dāng)化驗(yàn)結(jié)果達(dá)到工藝要求時(shí)，降溫至89(TC，保溫2小時(shí)后 出爐油冷，之后進(jìn)行清洗；
c、 高溫回火溫度60CTC，時(shí)間10h;
d、 滾子裝入淬火料架上；
e、 將裝入滾子的淬火料架放入淬火爐內(nèi)淬火加熱81(TC，保溫 140min;根據(jù)滾子尺寸淬入10%堿水淬火介質(zhì)中冷卻，之后清洗；
f、 低溫回火溫度16(TC，時(shí)間12h。
權(quán)利要求
1、G20CrNi2MoA鋼代替G20Cr2Ni4A鋼制造軸承滾子的熱處理工藝，其特征在于采用G20CrNi2MoA鋼制造軸承滾子，按所制造滾子直徑的大小依次采用不同冷卻能力的淬火介質(zhì)進(jìn)行冷卻及熱處理；對(duì)直徑10mm～110mm的G20CrNi2MoA鋼制滲碳鋼滾子按直徑大小依次采用淬火油、聚乙烯醇水溶液、堿水溶液淬火介質(zhì)進(jìn)行冷卻，確定淬火工藝為直徑小于 id="icf0001" file="A2009101722990002C1.tif" wi="13" he="4" top= "85" left = "65" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>的滾子采用油淬火冷卻，直徑 id="icf0002" file="A2009101722990002C2.tif" wi="23" he="4" top= "85" left = "144" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>的滾子采用聚乙烯醇水溶液淬火冷卻，直徑 id="icf0003" file="A2009101722990002C3.tif" wi="25" he="4" top= "96" left = "113" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>的滾子采用10％堿水溶液淬火冷卻，滲碳后采用600℃×10h高溫回火；其具體工藝過程為a、滾子裝入滲碳料架上；b、將裝入滾子的滲碳料架放入滲碳爐內(nèi)，滲碳溫度設(shè)定為930℃±10℃，儀表指示溫度到800℃時(shí)開啟碳控儀，碳勢設(shè)定為1.0％，供給滲碳劑，24小時(shí)取過程試樣化驗(yàn)，根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，48小時(shí)后碳控儀設(shè)定為0.80％進(jìn)行擴(kuò)散，以后每日根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果決定是否對(duì)碳控儀進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)化驗(yàn)結(jié)果達(dá)到工藝要求時(shí)，降溫至890℃，保溫2小時(shí)后出爐油冷，之后進(jìn)行清洗；c、高溫回火溫度600℃，時(shí)間10h；d、滾子裝入淬火料架上；e、將裝入滾子的淬火料架放入淬火爐內(nèi)淬火加熱800～820℃，保溫時(shí)間根據(jù)滾子尺寸確定；根據(jù)滾子尺寸淬入不同的淬火介質(zhì)中冷卻，即直徑小于￠17mm的滾子采用油淬火冷卻，直徑￠17～60mm的滾子采用聚乙烯醇水溶液淬火冷卻，直徑￠60～110mm的滾子采用10％堿水溶液淬火冷卻；f、低溫回火溫度160℃，時(shí)間12h。
全文摘要
本發(fā)明屬于軸承制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及G20CrNi2MoA鋼代替G20Cr2Ni4A鋼制造軸承滾子的熱處理工藝；對(duì)直徑10mm～110mm的G20CrNi2MoA鋼制滲碳鋼滾子按直徑大小依次采用淬火油、聚乙烯醇水溶液、堿水溶液淬火介質(zhì)進(jìn)行冷卻，滲碳后采用600℃×5h高溫回火。用G20CrNi2MoA替代G20Cr2Ni4A、G15CrNi4MoA鋼制造大尺寸滲碳軸承滾子不僅可以滿足使用性能要求，而且可以提高工藝性能，縮短加工周期，降低加工費(fèi)用，同時(shí)節(jié)約了大量貴重合金元素Cr、Ni、減少了材料費(fèi)用，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和推廣應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)C23F17/00GK101660165SQ200910172299
公開日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者楓 嚴(yán), 蕓 于, 張中文, 李昭昆, 沈偉毅, 龔建勛 申請(qǐng)人:洛陽Lyc軸承有限公司