[发明专利]一种轴承构件及其制备方法

说明书

本发明涉及一种制备轴承构件的方法，其包括步骤：（1）提供轴承钢，其含有约1.1‑1.6重量%的C、约4‑8重量%的Al和余量的Fe和杂质；（2）使所述轴承钢进行球化退火处理；和（3）使所述轴承钢进行硬化热处理，其中所述球化退火处理包括步骤：a）不完全奥氏体化处理：在约830‑880℃的温度下保温约10‑60分钟；b）球化处理：以约3‑300℃每分钟的速率降温至约680‑800℃并保温约60‑240分钟；和c）冷却：冷却到室温。本发明还涉及由此涉及的轴承构件。本发明方法有效降低了轴承钢的硬度，从而使其易于加工成形成轴承构件，同时避免了石墨存在，从而消除其对轴承构件的硬度及组织均匀性的不利影响；并且最终获得的轴承构件仍然具有高硬度和高强度，并具有更好韧性。

技术领域

本发明涉及金属材料加工领域，具体涉及轴承构件及其制备方法。

背景技术

轴承作为重要的机械支撑旋转体，需要具有高耐磨性和优异的滚动接触疲劳性能来保证其在高速旋转、高负荷环境中长期服役。为满足轴承这样的使用要求，需要用于制备轴承或轴承构件的钢材（也称为轴承钢）具有高硬度和高强度。已经提出通过置换合金元素的固溶强化对轴承钢进行硬度增强。还已经提出，通过提高碳含量，利用碳的间隙固溶强化来提高轴承钢的硬度。

GCr15轴承钢是一种常用的高硬度轴承钢，其碳含量为约0.87-1.05重量%。

CN105671435A公开了一种轴承钢热处理工艺及成形的轴承构件，其所用轴承钢含有重量含量为1.22-1.6%的C、4-8%的Al 、0.05-0.5%的V；0.5-4.0%的Ni，1.0%以下的Mo，0.1-1.5%的Mn，05-2%的Cr，以及小于等于0.7%的Si，余量为Fe 和杂质。

在轴承构件的制备过程中，轴承钢要经历锻造或者冷轧等方式的粗加工处理，以及车工等精加工处理。轴承钢硬度较高的情况下，直接加工则会导致刀具磨损。因此，制备轴承构件时，一般先使轴承钢进行球化退火处理来降低轴承钢硬度，以便于加工成形轴承构件，随后对成形的轴承构件进行硬化热处理（淬火和回火），以赋予成形的轴承构件以高硬度和高强度，从而满足最终的轴承使用要求。

然而，上述高碳高铝轴承钢中的高碳含量和高铝含量提高了轴承钢的石墨化敏感性。使用传统的临界区等温球化退火工艺对此轴承钢进行球化热处理时，板条渗碳体溶解后会有大量的约5-10微米不规则形态的石墨生成。部分石墨在随后的硬化热处理过程中不能完全溶解进入奥氏体中，从而会降低硬化处理后的轴承钢（具体地，其中的马氏体组织）的硬度及强度。这些未溶解的石墨还会破坏轴承钢的组织均匀性，从而降低其性能。因此，传统的临界区等温球化退火热处理工艺不适用于上述高碳高铝轴承钢。

因此，仍然需要开发适用于由高碳高铝轴承钢制备轴承构件的方法，其中避免了石墨的形成。

相应地，本发明意在提供一种轴承构件制备方法，其通过改造球化退火工艺，解决了上述问题。本发明还提供由此制备的轴承构件。

发明内容

本发明的一个实施方案是一种制备轴承构件的方法，其包括步骤：

（1）提供轴承钢，其含有约1.1-1.6重量%的C、约4-8重量%的Al和余量的Fe 和杂质；

（2）使所述轴承钢进行球化退火处理；和

（3）使所述轴承钢进行硬化热处理，

其中所述球化退火处理包括步骤：

a）不完全奥氏体化处理：在约830-880℃的温度下保温约1-720分钟，优选为10-60分钟；

b）球化处理：以约3-300℃每分钟的速率降温至约680-800℃并保温约60-10000分钟，优选为60-240分钟；和

c）冷却：冷却到室温。