[发明专利]一种高碳铬轴承钢轴承零件的热处理方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及轴承零件热处理方法，具体涉及一种高碳铬轴承钢轴承零件的热处理方法。

背景技术

近百年来，高碳铬轴承钢轴承零件一直采用油作为冷却介质进行淬火。采用油淬火的热处理方法有悠久的历史，但存在着几个难以克服的缺陷：

1.冷却能力较弱，厚度较大的零件(GCr15：厚度＞20mm；滚动体直径＞40mm)、特大型产品经油淬火后难以达到行业标准JB/T1255的要求。

2.淬火过程中产生的油烟严重污染空气，清洗残油也带来液态的污染物。

3.采用油淬火易出现火灾事故，不安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够提高大壁厚GCr15轴承零件、特大型轴承零件的热处理质量，同时避免油淬火带来的油烟污染、提高安全性，节能降耗的热处理方法。

本发明所采用的技术方案是：一种高碳铬钢轴承轴承零件的热处理方法，将GCr15轴承钢零件根据有效厚度加热至805～835℃，每毫米有效厚度保温0.5～1.2分钟后，采用水基淬火介质进行冷却至室温，水基淬火介质冷却后的零件进行180～250℃的回火；

本发明适用于高碳铬轴承钢制造的轴承零件的淬火，高碳铬轴承钢零件根据材质按上述方法加热后，采用水基淬火介质进行冷却，得到完全符合标准要求的显微组织、硬度，以及更优良的淬硬深度。尤其是大壁厚GCr15钢零件，厚度超过一定范围后，油淬火后的显微组织和硬度等指标无法达到JB/T1255标 准要求。采用本发明，得到的显微组织都是非常优良的2-3级马氏体组织，硬度均满足标准要求。大壁厚GCr15钢的淬硬深度也显著大于油淬火的淬硬深度。本发明可显著提高有效厚度超过20mm的GCr15轴承钢零件的热处理质量，使之完全达到行业标准要求，这些是传统的油淬火工艺方法无法达到的。

同时，本发明还可显著提高特大型套圈的热处理质量。本发明显著提高轴承零件的承载能力。

本发明的有益效果是：

1.本发明采用水基淬火工艺，热处理质量、力学性能上水剂淬火显著优于油淬火，且热处理质量上可完全达到行业标准JB/T1255要求。经专业性的力学性能指标测试，在承载负荷上水基淬火工艺显著优于油淬工艺。同时，水基淬火工艺可显著提高特大型套圈的硬度和硬度均匀性，而传统的油淬火工艺则常出现淬火硬度不足等问题。

2.水基淬火工艺大幅度节约成本。包括三方面：钢材代用、以水代油、节省电耗。在质量满足JB/T1255标准的前提下，采用传统的油淬火工艺，GCr15滚动体可使用到直径≤40mm，GCr15套圈可用至有效厚度≤18mm；而采用水基淬火工艺后，GCr15滚动体可扩展到直径≤80mm，GCr15套圈可用至有效厚度≤45mm。用GCr15钢可代替GCr15SiMn钢，性能提高，钢材成本降低。以水基代替油品，每吨水基淬火液比每吨油价格低2,500.00元，且水基消耗量显著少于油的消耗量；水基淬火工艺中零件的加热温度降低、时间缩短，节省了电能消耗，这些都大大降低了轴承热处理成本。

3.更环保，更安全。水基淬火过程中没有油烟，无有害挥发物，杜绝了空气污染，也完全没有了火灾的危险性

具体实施方式

实施例1

轴承规格22352MB外圈，材料GCr15，基本尺寸情况为：外径尺寸540mm，宽度为165mm，外内径为455mm，外滚道Sφ484mm，有效厚度36mm，重量67.1kg。

水基介质淬火工艺规范：加热设备为RJX-75炉，装炉量2件/炉，采用的加热温度为815℃，保温时间40分(保温系数1.11分/mm)，总加热时间与装炉量有关，总加热时间为100分。加热完毕后在水基淬火介质中串动冷却，水基淬火介质的型号为ZHY-101高效无机高分子复合水溶性淬火液。之后在200℃回火6h。

热处理后的质量检测结果：

淬火后，硬度HRC63-64(JB/T1255标准要求HRC60以上)。

回火后硬度HRC60--61(JB/T1255标准要求HRC56-61)。

显微组织：马氏体组织3级，表层3mm内无屈氏体(JB/T1255标准要求马氏体1-5级，表层3mm内屈氏体1-5级)。