本發(fā)明涉及熱處理工藝
技術(shù)領(lǐng)域：
，一種高氮不銹軸承鋼熱處理工藝。
背景技術(shù)：
：目前，在涉及航空航天等工作條件十分惡劣的行業(yè)中使用的軸承除要求其具有高的斷裂韌性、高的接觸疲勞壽命、高的耐磨性外，還必須滿足鹽霧，霉菌和濕熱的“三防”試驗(yàn)要求，但是國內(nèi)使用的傳統(tǒng)高碳鉻不銹軸承鋼無法滿足使用性能要求。由于傳統(tǒng)的鋼材不可避免地會產(chǎn)生大塊的共晶碳化物，這些碳化物分布不均勻形成帶狀，大部分在晶界上析出，而且熱處理時(shí)無法消除，往往對軸承套圈的磨削和超精工序產(chǎn)生不利的影響。高氮鋼是材料研究的一個(gè)新領(lǐng)域，由于高氮鋼所具有的材料特性，其開發(fā)、應(yīng)用受到各個(gè)國家的廣泛關(guān)注，但其中還有很多的問題沒有解決，例如傳統(tǒng)的高氮鋼在鑄造的過程以及在熱處理的過程中，會使得高氮鋼制作原件與自身的完美狀態(tài)存在一定程度上的差異，而造成這些差異的原因除了高氮鋼中的原料配比問題，其熱處理工藝也是其自身的一個(gè)主要的原因，現(xiàn)有技術(shù)下的熱處理工藝，在進(jìn)行預(yù)熱、加熱以及冷卻的過程比較簡單，由于軸承原件內(nèi)部存在較多的雜質(zhì)，且這些雜質(zhì)不易去除，而軸承原件工作環(huán)境較為復(fù)雜，對軸承原件的要求較高，原件在普通的加工和使用過程中，會嚴(yán)重降低其使用質(zhì)量，造成耐磨性、接觸疲勞性以及韌性出現(xiàn)一定程度上的降低，并且傳統(tǒng)的熱處理工藝存在大量的能源浪費(fèi)，所以亟待一種熱處理工藝來提升高氮鋼軸承不銹鋼的加工質(zhì)量。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種高氮不銹軸承鋼熱處理工藝，以解決上述
背景技術(shù)：
中提出的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種高氮不銹軸承鋼熱處理工藝，該工藝包括以下步驟：S1：選取高氮鋼液體作為基礎(chǔ)原料，使用合適的模具進(jìn)行鑄造成型，制得高氮不銹軸承鋼原件；S2：設(shè)置多個(gè)沙池，沙池的溫度各不相同；S3：退火，將S1步驟中的原件放置在退火爐內(nèi)，設(shè)定退火爐的高溫為780-800℃，低溫為550-600℃，原件位于退火爐內(nèi)時(shí)間不少于4.5h；S4：選取溫度分別在350-400℃、250-300℃、150-200℃、50-100℃、15-40℃之間的沙池，標(biāo)號分別為1、2、3、4、5號沙池，并將S3步驟中的原件放置到1號沙池中，當(dāng)沙池溫度降低至沙池設(shè)定溫度時(shí)，取出原件并放置到2號沙池中，同理，原件依次通過1-5號沙池；S5：制取表面涂抹劑：選取含碳量在0.35%以下的鋼液作為基礎(chǔ)鋼液，向其中充入氮?dú)?，保持基礎(chǔ)鋼液為融化狀態(tài)并向其中添加Cr、Mn和Nb，之后使用電磁攪拌25-30min，表面涂抹劑制作完成；S6：預(yù)熱，將S4步驟制得的原件進(jìn)行預(yù)熱，先將原件放入加熱設(shè)備中，設(shè)定加熱設(shè)備溫度在150-300℃之間，預(yù)熱40-60min，將原件取出并向原件表面噴涂表面涂抹劑，噴涂過程采用噴淋式噴涂法，將原件無死角噴涂；S7：使用火焰槍對S6步驟制得的原件進(jìn)行灼燒，灼燒時(shí)間在30min-75min之間，待原件得到完全灼燒后，立即取出；S8：選用冷風(fēng)機(jī)，將S7步驟制得的原件立即通過冷風(fēng)機(jī)冷卻，冷風(fēng)機(jī)吹掃原件后，將原件放入到冷卻液中冷卻至60℃以下后，取出；S9：把S8步驟中的冷卻原件進(jìn)行空冷，使用回火爐并設(shè)定回火爐溫度在130-170℃之間，待溫度升至設(shè)定溫度后，保持時(shí)間45min以上，取出原件，至此該高氮不銹軸承鋼熱處理工藝完成。優(yōu)選的，所述沙池的沙粒直徑不少于三種，且沙粒直徑分別為1mm、1.5mm與2mm。優(yōu)選的，所述Cr在表面涂抹劑中的含量在13-15%之間，Mn在表面涂抹劑中的含量≤1.2%，Nb在表面涂抹劑中的含量≤0.8%。優(yōu)選的，所述火焰槍設(shè)置不少于3組，且火焰槍圍繞待處理原件呈均勻設(shè)置。優(yōu)選的，所述S6步驟中原件位于表面涂抹劑熔爐的上方，采用循環(huán)式噴涂結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的工藝更加科學(xué)合理，通過合理的工藝操作步驟，能夠?qū)⒏叩讳P鋼軸承的表面進(jìn)行合理化處理，使軸承原件的避免0.5mm以上得到較好的加固處理，并且通過沙池的降溫以及保溫效果，能夠提高原件的熱處理質(zhì)量，相比傳統(tǒng)的熱處理工藝，本工藝能夠在一定程度上降低了資源浪費(fèi)，并且能夠提高軸承原件的耐磨性、接觸疲勞性以及韌性出，很大程度上提高了軸承原件的使用質(zhì)量和壽命。具體實(shí)施方式下面將對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例一本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種高氮不銹軸承鋼熱處理工藝，該工藝包括以下步驟：S1：選取高氮鋼液體作為基礎(chǔ)原料，使用合適的模具進(jìn)行鑄造成型，制得高氮不銹軸承鋼原件；S2：設(shè)置多個(gè)沙池，沙池的溫度各不相同；S3：退火，將S1步驟中的原件放置在退火爐內(nèi)，設(shè)定退火爐的高溫為800℃℃，低溫為550℃，原件位于退火爐內(nèi)時(shí)間4.5h；S4：選取溫度分別在350℃、250℃、150℃、50℃、15℃之間的沙池，標(biāo)號分別為1、2、3、4、5號沙池，并將S3步驟中的原件放置到1號沙池中，當(dāng)沙池溫度降低至沙池設(shè)定溫度時(shí)，取出原件并放置到2號沙池中，同理，原件依次通過1-5號沙池；S5：制取表面涂抹劑：選取含碳量在0.35%的鋼液作為基礎(chǔ)鋼液，向其中充入氮?dú)猓３只A(chǔ)鋼液為融化狀態(tài)并向其中添加Cr、Mn和Nb，之后使用電磁攪拌25min，表面涂抹劑制作完成；S6：預(yù)熱，將S4步驟制得的原件進(jìn)行預(yù)熱，先將原件放入加熱設(shè)備中，設(shè)定加熱設(shè)備溫度在150℃，預(yù)熱40min，將原件取出并向原件表面噴涂表面涂抹劑，噴涂過程采用噴淋式噴涂法，將原件無死角噴涂；S7：使用火焰槍對S6步驟制得的原件進(jìn)行灼燒，灼燒時(shí)間在30min，待原件得到完全灼燒后，立即取出；S8：選用冷風(fēng)機(jī)，將S7步驟制得的原件立即通過冷風(fēng)機(jī)冷卻，冷風(fēng)機(jī)吹掃原件后，將原件放入到冷卻液中冷卻至60℃后，取出；S9：把S8步驟中的冷卻原件進(jìn)行空冷，使用回火爐并設(shè)定回火爐溫度在130℃，待溫度升至設(shè)定溫度后，保持時(shí)間45min，取出原件，至此該高氮不銹軸承鋼熱處理工藝完成。其中：所述沙池的沙粒直徑不少于三種，且沙粒直徑分別為1mm、1.5mm與2mm，所述Cr在表面涂抹劑中的含量在13%，Mn在表面涂抹劑中的含量為1.2%，Nb在表面涂抹劑中的含量為0.8%，所述火焰槍設(shè)置3組，且火焰槍圍繞待處理原件呈均勻設(shè)置，所述S6步驟中原件位于表面涂抹劑熔爐的上方，采用循環(huán)式噴涂結(jié)構(gòu)。實(shí)施例二本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種高氮不銹軸承鋼熱處理工藝，該工藝包括以下步驟：S1：選取高氮鋼液體作為基礎(chǔ)原料，使用合適的模具進(jìn)行鑄造成型，制得高氮不銹軸承鋼原件；S2：設(shè)置多個(gè)沙池，沙池的溫度各不相同；S3：退火，將S1步驟中的原件放置在退火爐內(nèi)，設(shè)定退火爐的高溫為790℃，低溫為580℃，原件位于退火爐內(nèi)時(shí)間5h；S4：選取溫度分別在370℃、270℃、170℃、80℃、25℃之間的沙池，標(biāo)號分別為1、2、3、4、5號沙池，并將S3步驟中的原件放置到1號沙池中，當(dāng)沙池溫度降低至沙池設(shè)定溫度時(shí)，取出原件并放置到2號沙池中，同理，原件依次通過1-5號沙池；S5：制取表面涂抹劑：選取含碳量在0.3%的鋼液作為基礎(chǔ)鋼液，向其中充入氮?dú)?，保持基礎(chǔ)鋼液為融化狀態(tài)并向其中添加Cr、Mn和Nb，之后使用電磁攪拌27min，表面涂抹劑制作完成；S6：預(yù)熱，將S4步驟制得的原件進(jìn)行預(yù)熱，先將原件放入加熱設(shè)備中，設(shè)定加熱設(shè)備溫度在230℃之間，預(yù)熱50min，將原件取出并向原件表面噴涂表面涂抹劑，噴涂過程采用噴淋式噴涂法，將原件無死角噴涂；S7：使用火焰槍對S6步驟制得的原件進(jìn)行灼燒，灼燒時(shí)間在50min之間，待原件得到完全灼燒后，立即取出；S8：選用冷風(fēng)機(jī)，將S7步驟制得的原件立即通過冷風(fēng)機(jī)冷卻，冷風(fēng)機(jī)吹掃原件后，將原件放入到冷卻液中冷卻至650℃后，取出；S9：把S8步驟中的冷卻原件進(jìn)行空冷，使用回火爐并設(shè)定回火爐溫度在155℃，待溫度升至設(shè)定溫度后，保持時(shí)間50min上，取出原件，至此該高氮不銹軸承鋼熱處理工藝完成。其中：所述沙池的沙粒直徑不少于三種，且沙粒直徑分別為1mm、1.5mm與2mm，所述Cr在表面涂抹劑中的含量在14%之間，Mn在表面涂抹劑中的含量為1%，Nb在表面涂抹劑中的含量為0.7%，所述火焰槍設(shè)置4組，且火焰槍圍繞待處理原件呈均勻設(shè)置，所述S6步驟中原件位于表面涂抹劑熔爐的上方，采用循環(huán)式噴涂結(jié)構(gòu)。實(shí)施例三本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種高氮不銹軸承鋼熱處理工藝，該工藝包括以下步驟：S1：選取高氮鋼液體作為基礎(chǔ)原料，使用合適的模具進(jìn)行鑄造成型，制得高氮不銹軸承鋼原件；S2：設(shè)置多個(gè)沙池，沙池的溫度各不相同；S3：退火，將S1步驟中的原件放置在退火爐內(nèi)，設(shè)定退火爐的高溫為800℃，低溫為600℃，原件位于退火爐內(nèi)時(shí)間5.5h；S4：選取溫度分別在400℃、300℃、200℃、100℃、40℃之間的沙池，標(biāo)號分別為1、2、3、4、5號沙池，并將S3步驟中的原件放置到1號沙池中，當(dāng)沙池溫度降低至沙池設(shè)定溫度時(shí)，取出原件并放置到2號沙池中，同理，原件依次通過1-5號沙池；S5：制取表面涂抹劑：選取含碳量在0.29%以下的鋼液作為基礎(chǔ)鋼液，向其中充入氮?dú)?，保持基礎(chǔ)鋼液為融化狀態(tài)并向其中添加Cr、Mn和Nb，之后使用電磁攪拌30min，表面涂抹劑制作完成；S6：預(yù)熱，將S4步驟制得的原件進(jìn)行預(yù)熱，先將原件放入加熱設(shè)備中，設(shè)定加熱設(shè)備溫度在300℃之間，預(yù)熱60min，將原件取出并向原件表面噴涂表面涂抹劑，噴涂過程采用噴淋式噴涂法，將原件無死角噴涂；S7：使用火焰槍對S6步驟制得的原件進(jìn)行灼燒，灼燒時(shí)間在75min之間，待原件得到完全灼燒后，立即取出；S8：選用冷風(fēng)機(jī)，將S7步驟制得的原件立即通過冷風(fēng)機(jī)冷卻，冷風(fēng)機(jī)吹掃原件后，將原件放入到冷卻液中冷卻至68℃后，取出；S9：把S8步驟中的冷卻原件進(jìn)行空冷，使用回火爐并設(shè)定回火爐溫度在170℃之間，待溫度升至設(shè)定溫度后，保持時(shí)間55min，取出原件，至此該高氮不銹軸承鋼熱處理工藝完成。其中：所述沙池的沙粒直徑不少于三種，且沙粒直徑分別為1mm、1.5mm與2mm，所述Cr在表面涂抹劑中的含量在15%之間，Mn在表面涂抹劑中的含量為1.1%，Nb在表面涂抹劑中的含量為0.75%，所述火焰槍設(shè)置5組，且火焰槍圍繞待處理原件呈均勻設(shè)置，所述S6步驟中原件位于表面涂抹劑熔爐的上方，采用循環(huán)式噴涂結(jié)構(gòu)。將三組實(shí)施例所制得的高氮軸承不銹鋼，加工制成原件，將軸承原件使用相同規(guī)格進(jìn)行安裝并同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)磨損、斷裂強(qiáng)度以及接觸疲勞性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：組別斷裂韌性耐磨性接觸疲勞性實(shí)施例一+++++實(shí)施例二++++++++++實(shí)施例三++++以傳統(tǒng)的不銹鋼軸承最為基礎(chǔ)對照，將傳統(tǒng)的不銹鋼軸承的斷裂韌性、耐磨性、接觸疲勞性均設(shè)為“+”。由上表數(shù)據(jù)可知，三組實(shí)施例相比傳統(tǒng)的不銹鋼軸承均有較好的功能性提高，其中以實(shí)施例二效果最佳。本工藝相比傳統(tǒng)的熱處理工藝，通過沙池的降溫以及保溫處理，能夠較好的將軸承原件的溫度進(jìn)行合理的控制，提高軸承原件的熱處理質(zhì)量，并且通過在表面進(jìn)行灼燒，配合Cr、Mn和Nb能夠提高軸承原件表面的氮元素含量，更好的維持軸承原件避免0.5mm以上的結(jié)構(gòu)韌性。總的來說，本工藝優(yōu)化了傳統(tǒng)的高氮軸承不銹鋼的熱處理工藝，并且在一定程度上實(shí)現(xiàn)了資源節(jié)約，很大程度上提高了軸承原件的斷裂韌性、耐磨性以及接觸疲勞性，具有廣泛的市場應(yīng)用前景，利于推廣。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。當(dāng)前第1頁1 2 3