本發(fā)明涉及一種軸承及其熱處理工藝，具體本的說是一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備用軸承及其熱處理工藝。

背景技術(shù)：

風(fēng)電軸承是一種特殊的軸承，使用環(huán)境惡劣，高維修成本，要求高壽命。風(fēng)電軸承成分中一般都含有鉻，鉻的增加可以改善熱處理性能、提高淬透性、組織均勻性、回火穩(wěn)定性，又可以提高鋼的防銹性能和磨削性能；但鉻含量較高時(shí)，淬火后增加鋼中殘余奧氏體，降低硬度和尺寸穩(wěn)定性，增加碳化物的不均勻性，降低鋼的沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度。另外，現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備用軸承使用壽命較短，不具有抗靜電性、吸收隔熱性和表面拒水性，不適合在環(huán)境惡劣及苛刻條件下使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，如何在提高風(fēng)力發(fā)電設(shè)備用軸承防銹性能和磨削性能的同時(shí)，不降低軸承的沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度；本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是：如何增加風(fēng)力發(fā)電設(shè)備用軸承的使用壽命，同時(shí)使其具有抗靜電性、吸收隔熱性和表面拒水性。

本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是：

一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備用軸承，其質(zhì)量百分比成分為：C：0.93-0.95%，Cr：1.61-1.63%，Si：0.12-0.15%，Mn：0.55-0.57%，Ni：4.66-4.68%，Mo：0.02-0.05%，Als：0.015-0.035%，S≤0.005%，P≤0.007%，N≤0.007%，余量為Fe；

其熱處理工藝為：㈠加熱：將軸承加熱至615-617℃，并保溫45-47min；㈡冷卻：采用風(fēng)冷以15-17℃/s的冷卻速率將軸承加速冷卻至531-534℃后，再空冷至室溫；㈢一次回火：將軸承加熱至575-577℃回火45-47min后，待溫13-15s，使軸承溫度均勻化，之后以38-40℃/s的冷卻速率加速冷卻至441-444℃后，再空冷至室溫；㈣二次回火：將軸承加熱至603-605℃回火67-69min后空冷至室溫。

本發(fā)明關(guān)鍵化學(xué)成分含量限定以及熱處理工藝起到的作用及有益效果為：

本發(fā)明中含有Cr：1.61%-1.63%，含量較高，可以改善熱處理性能、提高淬透性、組織均勻性、回火穩(wěn)定性，又可以提高鋼的防銹性能和磨削性能；但鉻含量較高時(shí)，淬火后增加鋼中殘余奧氏體，降低硬度和尺寸穩(wěn)定性，增加碳化物的不均勻性，降低鋼的沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度；本發(fā)明通過熱處理，能夠避免有害元素晶界偏聚及粗大碳化物析出，從而防止降低軸承的沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度。

本發(fā)明中含有Ni：4.66-4.68%，能夠穩(wěn)定奧氏體相、提高淬透性、降低韌脆轉(zhuǎn)變溫度并能夠改善變形性能；配合本發(fā)明的熱處理工藝，可以細(xì)化組織并得到板條束組織加少量（體積分?jǐn)?shù)1-5%）穩(wěn)定的回轉(zhuǎn)奧氏體，該混合組織具有較高強(qiáng)度及優(yōu)良沖擊韌性。Ni含量過低，回轉(zhuǎn)奧氏體穩(wěn)定性下降，沖擊韌性難以保證；Ni含量過高則使成本增加。

本發(fā)明步驟㈡中，采用風(fēng)冷加速冷卻至531-534℃，在隨后的空冷過程中γ-Fe以切邊機(jī)制轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Fe，得到板條束形態(tài)的鐵素體組織，而C原子則能夠發(fā)生擴(kuò)散，在板條界或板條束界上富集或以M-A組元間隙原子形式存在，該組織及元素分布狀態(tài)更有利于后續(xù)熱處理中回轉(zhuǎn)奧氏體的形成，加速冷卻還能夠避免高溫緩冷條件下有害元素晶界偏聚及粗大碳化物析出，有利于低溫韌性。

步驟㈢中，575-577℃回火45-47min后，待溫13-15s，使軸承溫度均勻化，之后以38-40℃/s的冷卻速率加速冷卻至441-444℃后，再空冷至室溫；回轉(zhuǎn)奧氏體在板條界或板條束界上形成，并在保溫過程中進(jìn)一步富集合金元素以提高穩(wěn)定性；鐵素體板條束在保溫過程中則發(fā)生回復(fù)，同時(shí)鐵素體中的有害元素也被排至回轉(zhuǎn)奧氏體中，從而改善了基體性能。

步驟㈣中，加熱至603-605℃回火67-69min后空冷至室溫，能夠在保證強(qiáng)度的前提下使回轉(zhuǎn)奧氏體富集足夠多的合金元素，使少網(wǎng)狀碳化物，使組織更為均勻，能夠保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，進(jìn)一步增強(qiáng)接觸疲勞強(qiáng)度和沖擊韌性。因?yàn)?，軸承加熱過程中會(huì)由于碳化物液析變得硬而脆，它的危害性與脆性夾雜物相同，網(wǎng)狀碳化物降低鋼的沖擊韌性，并使之組織不均勻度。

為了解決第二個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電設(shè)備用軸承的外表面貼有復(fù)合膜，復(fù)合膜包括PTFE膜，在PTFE膜的一面涂有交聯(lián)粘結(jié)膠，在PTFE膜的另一面噴涂有納米溶液，軸承的外表面噴涂有界面劑，復(fù)合膜具有交聯(lián)粘結(jié)膠的那一面與軸承的外表面貼合；交聯(lián)粘結(jié)膠的質(zhì)量百分比組分為：4-甲基環(huán)己基異氰酸酯：31～33%，氨基甲酸乙酯：13～15%，α-亞麻酸：3～5%，乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯：4～6%，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：3.5～3.7%，過氧化苯甲酰：5.2～5.4%，丙烯酸丁酯：3.7～3.9%，交聯(lián)型丙烯酸酯乳液：7.7～7.9%，2-羥基-1,2-二苯基乙酮：1.7～1.9%，二甲基甲酰胺：1.9～2.1%，醋酸乙烯酯：余量；在熱壓的作用下將粘接復(fù)合劑與PTFE膜進(jìn)行高溫粘接復(fù)合，所述熱壓復(fù)合溫度為185～187℃，時(shí)間為1～1.5min，線壓力為1.5～1.7 Kg/mm；納米材料溶液的質(zhì)量百分比組分為：銻摻雜氧化錫納米晶：7～9%，納米二氧化鈦：6～8%，納米碳化硅：1～3%，季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯：5～7%，有機(jī)氟防水劑：余量；將PTFE膜表面的另一面噴涂納米溶液，烘干后經(jīng)機(jī)械熱軋壓處理，所述烘干溫度為98～100℃，機(jī)械熱軋壓為輥筒軋壓，線壓力為2～2.2Kg/mm，軋壓溫度為160～180℃，時(shí)間為1～1.5min；界面劑中各組分的重量百分比為：有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂：52～55%，填料：25～27%，乙烯-醋酸乙烯共聚物：1.5-1.7%，聚氧乙烯脂肪醇醚：1.7-1.9%，聚二甲基硅氧烷：0.4～0.6%，附著力促進(jìn)劑（市售產(chǎn)品）：1.2-1.5%；聚醚改性硅油：0.1～0.3%，助溶劑：余量；所述填料為硫酸鋇、硅微粉或碳酸鈣。

本發(fā)明外表面貼有復(fù)合膜的有益效果是：

本發(fā)明軸承的外表面貼有復(fù)合膜，提高了其防腐蝕效果，增加了使用壽命；另外，本發(fā)明復(fù)合膜除了具有防腐蝕效果外，還具有很好的抗靜電性和吸收隔熱性，以及表面拒水性，且具有防霉殺菌和防污性，納米材料的加入又能提高復(fù)合膜的耐磨損性，一舉多得，獲得了意外不到的技術(shù)效果。本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電設(shè)備用軸承與現(xiàn)有的軸承相比，可增加使用壽命2-3倍，同時(shí)具有抗靜電性、吸收隔熱性、表面拒水性、防霉殺菌和防污性，穩(wěn)定性更好，故障率可降低30-40%。軸承的外表面噴涂界面劑，可以密閉掉外表面上的微小氣孔，同時(shí)增加復(fù)合膜與軸承的外表面的粘貼強(qiáng)剝離強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

本實(shí)施例是一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備用軸承及其熱處理工藝，其質(zhì)量百分比成分為：C：0.93%，Cr：1.61%，Si：0.12%，Mn：0.55%，Ni：4.66%，Mo：0.02%，Als：0.015%，S：0.005%，P：0.007%，N：0.007%，余量為Fe。

本實(shí)施例的軸承熱處理工藝為：

㈠加熱：將軸承加熱至615℃，并保溫45min；

㈡冷卻：采用風(fēng)冷以15℃/s的冷卻速率將軸承加速冷卻至531℃后，再空冷至室溫；

㈢一次回火：將軸承加熱至575℃回火45min后，待溫13s，使軸承溫度均勻化，之后以38℃/s的冷卻速率加速冷卻至441℃后，再空冷至室溫；

㈣二次回火：將軸承加熱至603℃回火67min后空冷至室溫。

本實(shí)施例軸承的外表面貼有復(fù)合膜，復(fù)合膜包括PTFE膜，在PTFE膜的一面涂有交聯(lián)粘結(jié)膠，在PTFE膜的另一面噴涂有納米溶液，軸承的外表面噴涂有界面劑，復(fù)合膜具有交聯(lián)粘結(jié)膠的那一面與軸承的外表面貼合；

交聯(lián)粘結(jié)膠的質(zhì)量百分比組分為：4-甲基環(huán)己基異氰酸酯：31%，氨基甲酸乙酯：13%，α-亞麻酸：3%，乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯：4%，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：3.5%，過氧化苯甲酰：5.2%，丙烯酸丁酯：3.7%，交聯(lián)型丙烯酸酯乳液：7.7%，2-羥基-1,2-二苯基乙酮：1.7%，二甲基甲酰胺：1.9%，醋酸乙烯酯：余量；在熱壓的作用下將粘接復(fù)合劑與PTFE膜進(jìn)行高溫粘接復(fù)合，熱壓復(fù)合溫度為185℃，時(shí)間為1min，線壓力為1.5 Kg/mm；

納米材料溶液的質(zhì)量百分比組分為：銻摻雜氧化錫納米晶：7%，納米二氧化鈦：6%，納米碳化硅：1%，季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯：5%，有機(jī)氟防水劑：余量；將PTFE膜表面的另一面噴涂納米溶液，烘干后經(jīng)機(jī)械熱軋壓處理，烘干溫度為98℃，機(jī)械熱軋壓為輥筒軋壓，線壓力為2Kg/mm，軋壓溫度為160℃，時(shí)間為1min；

界面劑中各組分的重量百分比為：有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂：52%，填料：25%，乙烯-醋酸乙烯共聚物：1.5%，聚氧乙烯脂肪醇醚：1.7%，聚二甲基硅氧烷：0.4%，附著力促進(jìn)劑：1.2%；聚醚改性硅油：0.1%，助溶劑：余量；填料為硫酸鋇、硅微粉或碳酸鈣。

實(shí)施例2

本實(shí)施例是一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備用軸承及其熱處理工藝，其質(zhì)量百分比成分為：C：0.94%，Cr：1.62%，Si：0.13%，Mn：0.56%，Ni：4.67%，Mo：0.03%，Als：0.025%，S：0.001%，P：0.005%，N：0.003%，余量為Fe。

本實(shí)施例的軸承熱處理工藝為：

㈠加熱：將軸承加熱至616℃，并保溫46min；

㈡冷卻：采用風(fēng)冷以16℃/s的冷卻速率將軸承加速冷卻至532℃后，再空冷至室溫；

㈢一次回火：將軸承加熱至576℃回火46min后，待溫14s，使軸承溫度均勻化，之后以39℃/s的冷卻速率加速冷卻至442℃后，再空冷至室溫；

㈣二次回火：將軸承加熱至604℃回火68min后空冷至室溫。

本實(shí)施例的軸承的外表面貼有復(fù)合膜，復(fù)合膜包括PTFE膜，在PTFE膜的一面涂有交聯(lián)粘結(jié)膠，在PTFE膜的另一面噴涂有納米溶液，軸承的外表面噴涂有界面劑，復(fù)合膜具有交聯(lián)粘結(jié)膠的那一面與軸承的外表面貼合；

交聯(lián)粘結(jié)膠的質(zhì)量百分比組分為：4-甲基環(huán)己基異氰酸酯：32%，氨基甲酸乙酯：14%，α-亞麻酸：4%，乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯：5%，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：3.6%，過氧化苯甲酰：5.3%，丙烯酸丁酯：3.8%，交聯(lián)型丙烯酸酯乳液：7.8%，2-羥基-1,2-二苯基乙酮：1.8%，二甲基甲酰胺：2.0%，醋酸乙烯酯：余量；在熱壓的作用下將粘接復(fù)合劑與PTFE膜進(jìn)行高溫粘接復(fù)合，熱壓復(fù)合溫度為186℃，時(shí)間為1.3min，線壓力為1.6 Kg/mm；

納米材料溶液的質(zhì)量百分比組分為：銻摻雜氧化錫納米晶：8%，納米二氧化鈦：7%，納米碳化硅：2%，季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯：6%，有機(jī)氟防水劑：余量；將PTFE膜表面的另一面噴涂納米溶液，烘干后經(jīng)機(jī)械熱軋壓處理，烘干溫度為99℃，機(jī)械熱軋壓為輥筒軋壓，線壓力為2.1Kg/mm，軋壓溫度為170℃，時(shí)間為1.3min；

界面劑中各組分的重量百分比為：有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂：53%，填料：26%，乙烯-醋酸乙烯共聚物：1.6%，聚氧乙烯脂肪醇醚：1.8%，聚二甲基硅氧烷：0.5%，附著力促進(jìn)劑：1.3%；聚醚改性硅油：0.2%，助溶劑：余量；所述填料為硫酸鋇、硅微粉或碳酸鈣。

實(shí)施例3

本實(shí)施例是一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備用軸承及其熱處理工藝，其質(zhì)量百分比成分為：C：0.95%，Cr：1.63%，Si：0.15%，Mn：0.57%，Ni：4.68%，Mo：0.05%，Als：0.035%，S：0.002%，P：0.001%，N：0.002%，余量為Fe。

本實(shí)施例的軸承熱處理工藝為：

㈠加熱：將軸承加熱至617℃，并保溫47min；

㈡冷卻：采用風(fēng)冷以17℃/s的冷卻速率將軸承加速冷卻至534℃后，再空冷至室溫；

㈢一次回火：將軸承加熱至577℃回火47min后，待溫15s，使軸承溫度均勻化，之后以40℃/s的冷卻速率加速冷卻至444℃后，再空冷至室溫；

㈣二次回火：將軸承加熱至605℃回火69min后空冷至室溫。

本實(shí)施例的軸承的外表面貼有復(fù)合膜，所述復(fù)合膜包括PTFE膜，在PTFE膜的一面涂有交聯(lián)粘結(jié)膠，在PTFE膜的另一面噴涂有納米溶液，軸承的外表面噴涂有界面劑，復(fù)合膜具有交聯(lián)粘結(jié)膠的那一面與軸承的外表面貼合；

交聯(lián)粘結(jié)膠的質(zhì)量百分比組分為：4-甲基環(huán)己基異氰酸酯：33%，氨基甲酸乙酯：15%，α-亞麻酸：5%，乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯：6%，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：3.7%，過氧化苯甲酰：5.4%，丙烯酸丁酯：3.9%，交聯(lián)型丙烯酸酯乳液：7.9%，2-羥基-1,2-二苯基乙酮：1.9%，二甲基甲酰胺：2.1%，醋酸乙烯酯：余量；在熱壓的作用下將粘接復(fù)合劑與PTFE膜進(jìn)行高溫粘接復(fù)合，熱壓復(fù)合溫度為187℃，時(shí)間1.5min，線壓力為1.7 Kg/mm；

納米材料溶液的質(zhì)量百分比組分為：銻摻雜氧化錫納米晶：9%，納米二氧化鈦：8%，納米碳化硅：3%，季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯：7%，有機(jī)氟防水劑：余量；將PTFE膜表面的另一面噴涂納米溶液，烘干后經(jīng)機(jī)械熱軋壓處理，烘干溫度為100℃，機(jī)械熱軋壓為輥筒軋壓，線壓力為2.2Kg/mm，軋壓溫度為180℃，時(shí)間為1.5min；

界面劑中各組分的重量百分比為：有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂：55%，填料：27%，乙烯-醋酸乙烯共聚物：1.7%，聚氧乙烯脂肪醇醚：1.9%，聚二甲基硅氧烷：0.6%，附著力促進(jìn)劑：1.5%；聚醚改性硅油：0.3%，助溶劑：余量；所述填料為硫酸鋇、硅微粉或碳酸鈣。

除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。