[发明专利]一种渗碳轴承钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种渗碳轴承钢及其制备方法。该渗碳轴承钢是合金粉末压制的生坯在烧结过程中通入甲烷气体后获得；而且所述渗碳轴承钢以重量计的组分为：C＜0.3％，Cr：0.2～1.2％，Ni：0.2～1.0％，Mo：0～2％，V：0.2～2.0％，余量为Fe。该渗碳轴承钢是心部韧、表面硬的渗碳轴承钢，工艺简单而且成本低。

技术领域

本发明涉及轴承钢技术领域，具体涉及一种渗碳轴承钢及其制备方 法。

背景技术

轴承是在机械传动过程中起固定传动轴和减小传动轴与轴座之间载 荷摩擦系数的部件。由于轴承多数是在高负荷、高转速和高灵敏度条件 下工作，所以对疲劳性能和耐磨性要求极高。

由于轴承钢的特殊要求，对轴承钢的化学成分的均匀性、非金属夹 杂物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分严格，是所有钢铁生产 中要求最严格的钢种之一。在冶炼过程中，为了降低钢中硫、磷、氧等 夹杂，常采用真空熔炼、电渣重熔等工艺进行控制，导致成本较高。

在实际应用中，轴承钢需要承受较大的冲击负荷，同时表面还应当 具有较强的耐磨性和接触疲劳强度，为了满足这些特殊要求，市场上出 现了渗碳轴承钢。渗碳轴承钢是一种将碳含量较低的基材通过表面渗碳 获得的心部韧、表面硬的轴承钢。而且，在实际制备过程中，为了提高 渗碳轴承钢表面的碳含量以及获得较深的渗层深度，常常需要较长的渗 碳时间，导致轴承钢的心部组织恶化，而且在热处理过程中产生较大的 应力，导致轴承钢的疲劳强度低，在使用过程中容易引发疲劳失效。

目前的渗碳轴承钢需要经过熔炼、锻造和表面渗碳工艺才能满足轴 承钢所需的抗冲击负荷、耐磨性和接触疲劳强度，工艺复杂，生产效率 低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种渗碳轴承钢及其制备方法，用以解决现 有渗碳轴承钢渗层深度较薄、工艺周期较长等问题。

为实现上述目的，本发明提供一种渗碳轴承钢，所述渗碳轴承钢是 合金粉末压制的生坯在烧结过程中通入甲烷气体后获得；而且所述渗碳 轴承钢以重量计的组分为：C＜0.3％，Cr：0.2～1.2％，Ni：0.2～1.0％， Mo：0～2％，V：0.2～2.0％，余量为Fe。

另外，本发明还提供一种渗碳轴承钢的制备方法，所述渗碳轴承钢 的制备方法包括：合金粉末压制成的生坯在烧结过程中通入甲烷气体的 步骤。

其中，所述渗碳轴承钢的制备方法包括以下步骤：

步骤S1，将合金粉末在模具中压制成生坯，合金粉末以重量计的组 分为：C＜0.3％，Cr：0.2～1.2％，Ni：0.2～1.0％，Mo：0～2％，V： 0.2～2.0％，余量为Fe；

步骤S2，将生坯进行真空烧结获得烧结坯，在烧结过程中通入甲烷 气体，甲烷气体的分压为0.1～0.2Mpa；

步骤S3，对烧结坯进行回火处理。

其中，在步骤S1中，所述合金粉末的粒度小于200目。

其中，在步骤S1中，所述合金粉末通过模压成型制得生坯，成型压 力为100～700Mpa。

其中，在步骤S2中，烧结温度为1200～1280℃，烧结保温时间为 2～6h。

其中，在步骤S2中，在烧结致密度达到95％以上通入甲烷气体。

其中，在步骤S2中，烧结时真空度维持在10^-1Pa数量级。

优选地，在步骤S2中，烧结完成后进行气淬。

其中，在步骤S3中，回火的温度为150～200℃。

本发明具有如下优点：