[发明专利]高碳铬轴承钢零件的热处理工艺

说明书

一种金属材料加工技术领域高碳铬轴承钢零件的热处理工艺，包括：S₁，球化退火：对高碳铬轴承钢零件进行球化退火处理，得到具有均匀球状珠光体组织的零件；S₂，淬火：将球化退火后的高碳铬轴承钢零件加热到840‑880℃保温，零件完全热透后保温15‑20min；之后将零件浸入淬火介质淬火，淬火介质温度为50‑180℃，在淬火介质中停留30‑90s；S₃，配分：零件完成淬火后立即转移到250‑450℃的等温熔盐中停留20‑240s，完成合金元素的配分，之后取出空冷至室温；S₄，回火：将完成配分的零件置于150‑200℃下回火保温180‑240min，之后空冷至室温。本发明采用球化退火‑淬回‑配分‑回火的热处理工艺，能够稳定高碳铬轴承钢零件中残余奥氏体并控制残余奥氏体体积分数。

技术领域

本发明涉及的是一种金属材料加工领域的技术，具体是一种高碳铬轴承钢零件的热处理工艺。

背景技术

对高碳铬轴承钢零件进行热处理一般采用淬火-回火(Q-T)的工艺，处理完成后，高碳铬轴承钢零件硬度在61-66HRC范围内，其显微组织为隐晶马氏体基体上均匀分布着细小的粒状碳化物及部分残余奥氏体。

考虑到接触强度等因素，国际先进的轴承制造公司对于在重载等特殊服役条件下的高碳铬轴承钢零件，要求其残余奥氏体体积分数在回火后≥20％；而上述热处理工艺只能通过控制淬火介质、回火温度来控制残余奥氏体的体积分数，可控范围小而且得到的残余奥氏体存在很大的不稳定性。

高碳铬轴承钢零件中的残余奥氏体对其使用性能有着显著的影响，不稳定的残余奥氏体在轴承的服役过程中由于应变的作用会转变成马氏体，导致体积膨胀、内应力增大，继而萌生裂纹，造成轴承的过早失效。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种高碳铬轴承钢零件的热处理工艺，采用球化退火-淬回-配分-回火的热处理工艺，能够稳定高碳铬轴承钢零件中残余奥氏体并控制残余奥氏体体积分数。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括以下步骤：

S₁，球化退火；

对高碳铬轴承钢零件进行球化退火处理，得到具有均匀球状珠光体组织的高碳铬轴承钢零件；

S₂，淬火，淬火加热温度为不完全奥氏体化温度区间，保证有碳化物的存在同时保证碳化物颗粒尺寸不能过大；

将球化退火后的高碳铬轴承钢零件加热到840-880℃保温，保温时间根据零件的加热方式、装炉方式及零件尺寸而定，零件完全热透后保温15-20min；之后将零件浸入淬火介质淬火，淬火介质温度为50-180℃，在淬火介质中停留30-90s；

S₃，配分，保证马氏体相变的发生，但不能使马氏体相变完全；

完成淬火后，立即将零件转移到250-450℃的等温熔盐中停留20-240s，完成合金元素的配分，之后取出空冷至室温；

S₄，回火；

将完成配分的零件置于150-200℃下回火保温180-240min，之后空冷至室温。

所述球化退火包括但不限于等温球化退火、连续球化退火的退火工艺。

技术效果

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

1)对高碳铬轴承零件进行球化退火处理，以球化组织为基础，在不完全奥氏体化状态下淬火，保留了部分细小球形颗粒状碳化物，提升了零件的耐磨性，保证了零件的使用寿命；