專利名稱：高碳鉻軸承鋼生產(chǎn)中的熱處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軸承鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高碳鉻軸承鋼生產(chǎn)中的熱處理工藝。
(二)
背景技術(shù)：
軸承鋼中沿用最久、應(yīng)用最廣的是高碳鉻軸承鋼，其在工作中承受交變的接觸應(yīng) 力和摩擦力，使用條件復(fù)雜，破壞形式多為由接觸應(yīng)力產(chǎn)生疲勞破壞，在反復(fù)應(yīng)力的長(zhǎng)期作 用下，形成微裂紋。為使軸承能正常工作，不致早期失效，軸承在使用狀態(tài)下，必須具有高的 硬度、良好的耐磨性和接觸疲勞抗力，有比較滿意的防銹性能、合適的彈性和韌性。為獲得 上述良好的性能，則應(yīng)保證軸承鋼內(nèi)在質(zhì)量具有良好的金相組織、碳化物組織的均勻分布。 因此，對(duì)于高碳鉻軸承鋼大型鍛件需要有良好的碳化物組織來(lái)保證其使用壽命，而其中鍛 造和鍛后的熱處理工藝對(duì)高碳鉻軸承鋼的相應(yīng)性能有非常大的影響。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高碳鉻軸承鋼生產(chǎn)中的熱處理工藝，以獲得具有良好
碳化物組織的高碳鉻軸承鋼。 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下 高碳鉻軸承鋼生產(chǎn)中的熱處理工藝，包括鍛造和鍛后熱處理工藝，控制加熱爐的 爐溫為1040-1060°C ;采用1400-1800噸精鍛機(jī)鍛造，鍛造變形時(shí)，除最后一道次的拉打速 度控制在1-1. 5m/min夕卜，其他各道次的拉打速度控制在3-3. 5m/min。 鍛造后的冷卻采用鼓風(fēng)加水霧冷卻的強(qiáng)制霧冷卻的方式，使鍛件表面溫度降至 350-400°C。 鍛造并冷卻后依次采用正火、球化退火的方式進(jìn)行熱處理。
正火處理溫度為910-930°C，保溫時(shí)間選用lh/100mm。 進(jìn)行正火處理時(shí)，先在550-660。C保溫，保溫時(shí)間lh/100mm ;之后以不大于IO(TC / h的升溫速率升至910-93(TC進(jìn)行處理。 球化退火溫度采用800士1(TC，保溫時(shí)間為lh/100mm，爐冷后分別進(jìn)行兩次等溫 保溫，溫度為720士10。C，第一次保溫時(shí)間lh/100mm，第二次保溫時(shí)間6. 5-7h/100mm。
進(jìn)一步，在790-81(TC保溫后先爐冷至710-73(TC進(jìn)行第一次保溫，然后空冷至 500-55(TC，之后再以不大于IO(TC /h的升溫速率升至710-73(TC進(jìn)行第二次保溫，第二次 保溫后以不大于4(TC/h的降溫速率降至40(TC;再以不大于15t:/h的降溫速率降至20(rC 出爐。正火與球化退火處理間采用鼓風(fēng)加水霧冷卻的強(qiáng)制霧冷卻。
進(jìn)一步，冷卻至鍛件表面溫度為350-400°C。 本發(fā)明提供的高碳鉻軸承鋼生產(chǎn)過(guò)程中的熱處理工藝，主要在以下幾方面進(jìn)行了 改進(jìn)①控制加熱溫度，以降低鍛件的始鍛溫度和終鍛溫度；②采用合理的鍛造速度，具體
3可采用1400-1800噸精鍛機(jī)鍛造；③鍛后冷卻方式，鍛后嚴(yán)格控制冷卻速度；④鍛后熱處 理，確定其參數(shù)確保獲得均勻細(xì)小的碳化物組織通過(guò)正火可消除和減少已形成的粗大網(wǎng) 狀碳化物，改善鍛造后晶粒度及消除粗大的片狀珠光體。正火后再次采用軸流式鼓風(fēng)機(jī)鼓 風(fēng)加水霧冷強(qiáng)制冷卻，可用以消除再次析出的網(wǎng)狀碳化物。冷卻后采用球化退火工藝能使 部分碳化物溶解，滲碳體以球狀在組織中存在，最后形成均勻的球化組織。以GCrl5材料為 例，鍛件規(guī)格小《250，網(wǎng)狀碳化物級(jí)別《3 ;小《300，網(wǎng)狀碳化物級(jí)別《4。
本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，有以下優(yōu)點(diǎn) 利用本發(fā)明工藝可以有效控制大型高碳鉻軸承鋼鍛件獲得均勻細(xì)小的碳化物組 織，如碳化物網(wǎng)狀可控制在4級(jí)以下且均勻分布，制成的鍛件使用壽命長(zhǎng)。
(四)


圖1為實(shí)施例1的軸承鋼鍛后熱處理的正火與球化退火工藝示意圖。
(五)
具體實(shí)施例方式
以下以具體實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此
實(shí)施例1選用高碳鉻軸承鋼鋼種為GCrl5，其中C 0. 95-1. 05 %， Si 0. 15-0. 35 %， Mn 0. 20-0. 40%， Cr 1. 30-1. 65%， S《0. 020%， P《0. 027% ;鍛件規(guī)格為小300。
鍛造和鍛后熱處理的工藝，包括如下工序 在車(chē)底式燃?xì)鉅t中加熱，加熱爐溫度為1050士1(TC，坯料溫度允許比爐溫相差 士6(TC，以降低坯料的始鍛溫度和終鍛溫度。在鍛造過(guò)程中采用1400噸精鍛機(jī)鍛造，各 道次拉打速度控制在3. 5m/min，最后一道次拉打速度控制在1. 5m/min，終鍛溫度控制在 800-90(TC，在二次碳化物析出的兩相區(qū)鍛造，以破碎碳化物網(wǎng)狀的形成。鍛后冷卻方式采 用快速冷卻方式，鍛后將鍛件分散擺開(kāi)在料架上，并在鍛件的兩端分別擺放六臺(tái)軸流式鼓 風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)加水霧冷，對(duì)鍛件進(jìn)行強(qiáng)制霧冷卻，抑制網(wǎng)狀碳化物的析出，控制鍛件表面溫度為 350°C。鍛后熱處理工藝采用正火+等溫球化退火工藝方式進(jìn)行。正火溫度為920士1(TC， 保溫時(shí)間采用lh/100mm，正火后再次采用軸流式鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)加水霧冷強(qiáng)制霧冷卻，用以 消除再次析出的網(wǎng)狀碳化物。正火后采用球化退火工藝，球化退火溫度采用800±10°C， 保溫時(shí)間因裝爐量較大， 一般采用lh/100mm，使部分碳化物溶解，兩次等溫保溫溫度采用 720 ± l(TC ，第 一次保溫時(shí)間lh/ 100mm，第二次保溫時(shí)間6. 5h/ 100mm，以去氫為主要目的， 同時(shí)確保滲碳體以球狀在組織中存在，最后形成均勻細(xì)小的球化組織。具體鍛后熱處理工 藝見(jiàn)附圖。
實(shí)施例2選用高碳鉻軸承鋼鋼種為GCrl5，其中C 0. 95-1. 05 %， Si 0. 15-0. 35 %， Mn 0. 20-0. 40%， Cr 1. 30-1. 65%， S《0. 020%， P《0. 027% ;鍛件規(guī)格為小200。
鍛造和鍛后熱處理的工藝，包括如下工序 在車(chē)底式燃?xì)鉅t中加熱，加熱爐溫度為1050士1(TC，坯料溫度允許比爐溫相差 士6(TC，以降低坯料的始鍛溫度和終鍛溫度。在鍛造過(guò)程中采用1400噸精鍛機(jī)鍛造， 各道次拉打速度控制在3m/min，最后一道次拉打速度控制在lm/min，終鍛溫度控制在800-90(TC，在二次碳化物析出的兩相區(qū)鍛造，以破碎碳化物網(wǎng)狀的形成。鍛后冷卻方式采 用快速冷卻方式，鍛后將鍛件分散擺開(kāi)在料架上，并在鍛件的兩端分別擺放八臺(tái)軸流式鼓 風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)加水霧冷，對(duì)鍛件進(jìn)行強(qiáng)制霧冷卻，抑制網(wǎng)狀碳化物的析出，控制鍛件表面溫度為 400°C。鍛后熱處理工藝采用正火+等溫球化退火工藝方式進(jìn)行。正火溫度為920士1(TC， 保溫時(shí)間一般采用lh/100mm，正火后再次采用軸流式鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)加水霧冷強(qiáng)制霧冷卻，迫 使所有鍛件均勻快速冷卻，用以消除再次析出的網(wǎng)狀碳化物。正火后采用球化退火工藝，球 化退火溫度采用800士1(TC，保溫時(shí)間因裝爐量較大，采用lh/100mm，使部分碳化物溶解， 兩次等溫溫度采用720士1(TC，第一次保溫時(shí)間lh/100mm，第二次保溫時(shí)間7h/100mm，以去 氫為主要目的，同時(shí)確保滲碳體以球狀在組織中存在，最后形成均勻細(xì)小的球化組織。
權(quán)利要求
高碳鉻軸承鋼生產(chǎn)中的熱處理工藝，包括鍛造和鍛后熱處理工藝，其特征在于，控制加熱爐的爐溫為1040-1060℃；采用1400-1800噸精鍛機(jī)鍛造，鍛造變形時(shí)，除最后一道次的拉打速度控制在1-1.5m/min外，其他各道次的拉打速度控制在3-3.5m/min。
2. 如權(quán)利要求1所述的高碳鉻軸承鋼生產(chǎn)中的熱處理工藝，其特征在于，鍛造后的冷 卻采用鼓風(fēng)加水霧冷卻的強(qiáng)制霧冷卻的方式，使鍛件表面溫度降至350-400°C 。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的高碳鉻軸承鋼生產(chǎn)中的熱處理工藝，其特征在于，鍛造并冷 卻后依次采用正火、球化退火的方式進(jìn)行熱處理。
4. 如權(quán)利要求3所述的高碳鉻軸承鋼生產(chǎn)中的熱處理工藝，其特征在于，正火處理溫 度為910-930。C，保溫時(shí)間選用lh/100mm。
5. 如權(quán)利要求4所述的高碳鉻軸承鋼生產(chǎn)中的熱處理工藝，其特征在于，進(jìn)行正火處 理時(shí)，先在550-66(TC待料后保溫，保溫時(shí)間lh/100mm ;之后以不大于IO(TC /h的升溫速率 升至910-930。C進(jìn)行處理。
6. 如權(quán)利要求4或5所述的高碳鉻軸承鋼生產(chǎn)中的熱處理工藝，其特征在于，球化 退火溫度采用790-81(TC，保溫時(shí)間為lh/100mm，爐冷后分別進(jìn)行兩次等溫保溫，溫度為 710-730。C，第一次保溫時(shí)間lh/100mm，第二次保溫時(shí)間6. 5-7h/100mm。
7. 如權(quán)利要求6所述的高碳鉻軸承鋼生產(chǎn)中的熱處理工藝，其特征在于，在790-81(TC 保溫后先爐冷至710-730°C進(jìn)行第 一 次保溫，然后空冷至500-550 。C，之后再以不大于 IO(TC /h的升溫速率升至710-73(TC進(jìn)行第二次保溫，第二次保溫后以不大于40°C /h的降 溫速率降至400°C ;再以不大于15°C /h的降溫速率降至20(TC出爐。
8. 如權(quán)利要求3所述的高碳鉻軸承鋼生產(chǎn)中的熱處理工藝，其特征在于，正火與球化 退火處理間采用鼓風(fēng)加水霧冷卻的強(qiáng)制霧冷卻。
9. 如權(quán)利要求8所述的高碳鉻軸承鋼生產(chǎn)中的熱處理工藝，其特征在于，冷卻至鍛件 表面溫度為350-400°C。
全文摘要
本發(fā)明屬于軸承鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高碳鉻軸承鋼生產(chǎn)中的熱處理工藝，包括鍛造和鍛后熱處理工藝，控制加熱爐的爐溫為1040-1060℃；采用1400-1800噸精鍛機(jī)鍛造，鍛造變形時(shí)，除最后一道次的拉打速度控制在1-1.5m/min外，其他各道次的拉打速度控制在3-3.5m/min。利用本發(fā)明工藝，可以有效控制大型高碳鉻軸承鋼鍛件獲得均勻細(xì)小的碳化物組織，如碳化物網(wǎng)狀可控制在4級(jí)以下且均勻分布，制成的鍛件使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)C21D1/32GK101709365SQ20091026234
公開(kāi)日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者徐群, 杜廣超, 王金寶 申請(qǐng)人:中原特鋼股份有限公司