[发明专利]消除混晶工艺的钢制轴承零件及其加工方法

说明书

（一）技术领域

本发明涉及轴承技术领域，尤其涉及一种材料加工工程设计领域。

（二）背景技术

    Cr4Mo4V及W9Cr4V2Mo钢，在真空气淬炉中淬火，经常出现晶粒异常长大的现象（简称混晶）。“混晶”的原因，通过系统工艺试验研究，确定影响因素主要受原材料晶粒度影响：一是原材料晶粒度“遗传”问题，钢厂交付的退火材料经车削加工成型，在随后淬火过程中出现“混晶”；二是原材料的晶粒度，采用锻造加工方式，不能有效改善、细化晶粒度。

Cr4Mo4V及W9Cr4V2Mo钢制轴承套圈或滚动体，如果成品零件存在“混晶”现象，在交变载荷工况条件下，直接影响轴承的寿命和可靠性。

受装备及工艺技术限制，以往Cr4Mo4V及W9Cr4V2Mo钢制轴承套圈或滚动体，主要采用盐浴淬火，面对复杂结构异形轴承套圈，盐浴淬火在零件表面质量保证、残盐处理等方面存在欠缺。

（三）发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高生产效率、优化生产工艺，解决实际生产中的Cr4Mo4V及W9Cr4V2Mo钢制轴承套圈或滚动体真空热处理过程中，晶粒异常长大技术难题的消除混晶工艺的钢制轴承零件。

本发明的目的是这样实现的：它包括套圈1、内圈2与滚动体3，滚动体3设置在套圈1与内圈2之间，套圈1与轴承座孔连接，内圈2与轴连接，套圈设置有斜挡边，内圈设置有不等高挡边，套圈与滚动体在真空气淬炉中经过淬火处理。

本发明的另一目的在于提供一种上述消除混晶工艺的钢制轴承零件的加工方法，它是这样实现的：套圈或滚动体在真空气淬炉中淬火出现混晶前需要进行退火处理，套圈经锻造后的退火设备为75KW箱式电炉，滚动体退火设备为180KW台车电阻炉，退火工艺流程为：预热→终热→等温→冷却，其中预热温度740~760℃，预热时间为3小时；终热温度850~870℃，终热时间为6~7小时；等温温度750~770℃，等温时间为11~12小时，冷却方式为以20℃/小时冷却至680℃，炉冷至500~550℃出炉空冷。退火后在真空炉中进行淬回火后出现混晶需要采用补充退火处理，补充退火设备为B84T真空气淬炉或V0Q2-150双室真空油淬炉，补充退火工艺流程为预热→终热→等温→冷却，其中补充退火的预热温度745~755℃，预热时间为2小时；终热温度850~860℃，终热时间为3~5小时；等温温度725~735℃，等温时间为9~11小时，冷却方式为冷却至200℃以下出炉空冷。

本发明补充退火工艺相对原工艺而言，真空炉全部实现自动控制，控温精度和炉温均匀性等方面都要优于箱式电阻炉。补充退火可以激发碳化物的“钉扎”作用，使碳化物的弥散析出、均匀分布，阻止晶界融合，有效阻止晶粒异常长大。

本发明Cr4Mo4V及W9Cr4V2Mo钢制轴承套圈或滚动体采用高性能真空气淬炉进行热处理，在控温精度、炉温均匀性等方面能确保高性能轴承零件的热处理，同时在零件表面质量方面具有良好的保证能力。

Cr4Mo4V及W9Cr4V2Mo钢制轴承套圈或滚动体真空热处理过程中，出现“混晶”的原因系加热、保温过程中，因材料晶粒度“遗传”，致使相邻晶粒的晶界相互融合形成异常粗大的晶粒。

本发明Cr4Mo4V及W9Cr4V2Mo钢的热处理“混晶”的技术攻关，首先从工艺技术上解决因材料“遗传”导致的相邻晶粒的晶界相互融合问题。那么，如何阻止晶界融合是解决热处理“混晶”的关键技术，阻止晶界融合的有效手段是碳化物的“钉扎”作用，碳化物的弥散析出、均匀分布可以有效阻止晶粒异常长大。基于上述理论，对Cr4Mo4V及W9Cr4V2Mo钢的退火工艺展开了系统的工艺试验和研究，通过大量的工艺试验和测试分析，最终形成了优化的补充退火工艺。

本发明Cr4Mo4V及W9Cr4V2Mo钢的热处理，解决了因材料“遗传”导致的相邻晶粒的晶界相互融合问题，碳化物的“钉扎”作用，碳化物的弥散析出、均匀分布可以有效阻止晶粒异常长大。Cr4Mo4V及W9Cr4V2Mo钢原材料车制零件、锻件车制零件按优化的补充退火进行预先处理，组织明显细化，对零件热处理技术指标和机械性能无影响，有效解决了真空热处理过程中的“混晶”工艺技术难题。

（四）附图说明

图1为本发明的结构示意图。

（五）具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：

结合图1，本实施例包括套圈1、内圈2与滚动体3，滚动体3设置在套圈1与内圈2之间，套圈1与轴承座孔连接，内圈2与轴连接，套圈设置有斜挡边，内圈设置有不等高挡边，套圈与滚动体在真空气淬炉中经过淬火处理。套圈或滚动体在真空气淬炉中淬火出现混晶前需要进行退火处理，套圈经锻造后的退火设备为75KW箱式电炉，滚动体退火设备为180KW台车电阻炉，退火工艺流程为：预热→终热→等温→冷却，其中预热温度740~760℃，预热时间为3小时；终热温度850~870℃，终热时间为6~7小时；等温温度750~770℃，等温时间为11~12小时，冷却方式为以20℃/小时冷却至680℃，炉冷至500~550℃出炉空冷。退火后在真空炉中进行淬回火后出现混晶需要采用补充退火处理，补充退火设备为B84T真空气淬炉或V0Q2-150双室真空油淬炉，补充退火工艺流程为预热→终热→等温→冷却，其中补充退火的预热温度745~755℃，预热时间为2小时；终热温度850~860℃，终热时间为3~5小时；等温温度725~735℃，等温时间为9~11小时，冷却方式为冷却至200℃以下出炉空冷。