[发明专利]一种高耐磨性渗碳轴承钢合金化及热处理方法

说明书

本发明公开了一种高耐磨性渗碳轴承钢合金化及热处理方法，包括以下步骤：S1、渗碳轴承钢合金化：选择含Fe、C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、V的合金或原材料进行冶炼，获得含合金碳化物的渗碳轴承钢；S2、热处理：对含合金碳化物的渗碳轴承钢先进行渗碳淬火，再在加热温度为500~550℃、保温时间为3h~4h的条件下进行高温回火，然后在加热温度为800~820℃、保温时间为30min～60min、60～70℃油冷条件下进行二次淬火，最后在加热温度为190~210℃、保温时间为4h~5h的条件下进行低温回火。本发明通过在渗碳轴承钢的基础上添加合金元素，并对其热处理工艺进行优化，达到提高材料耐磨性的作用。

技术领域

本发明属于轴承制造技术领域，具体涉及一种高耐磨性渗碳轴承钢合金化及热处理方法。

背景技术

轴承是机械装备承载负荷和传递运动的核心部件，其精度和性能直接影响主机的运转精度和工作寿命。为了满足轴承在重载、冲击等环境下服役，一些重载轴承如铁路货车轴承、轧机轴承等，通常采用渗碳轴承钢（例如G20CrNi2Mo）制作，其通过渗碳热处理后可以获得表层高强高硬、心部高韧的性能特征。

然而，随着铁路、轧机装备速度提升，轴承工作转速提高，对轴承材料的耐磨性要求越来越高，常规的渗碳钢热处理后组织性能难以保障表面耐磨性，导致轴承磨损失效现象增加，影响轴承服役和装备运行。

因此，研发具有高耐磨性的渗碳轴承钢及其热处理方法，使其可以在保障强韧性的同时提高耐磨性，对于解决高速重载轴承服役和制造问题十分必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高耐磨性渗碳轴承钢合金化及热处理方法，它通过在现有渗碳轴承钢的基础上添加合金元素，并对其热处理工艺进行优化，达到提高材料耐磨性的作用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高耐磨性渗碳轴承钢合金化及热处理方法，包括以下步骤：

S1、渗碳轴承钢合金化：选择含Fe、C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、V的合金或原材料进行冶炼，获得含合金碳化物的渗碳轴承钢，各组分的质量百分比如下：C：0.17～0.25%，Si：0.15～0.4%，Mn：0.4～0.7%，Cr：0.35～0.65%，Ni: 1.6～2.0%，Mo：0.2～0.3%，V：0.3～0.5%，余量为Fe；

S2、热处理：对步骤S1中含合金碳化物的渗碳轴承钢先进行渗碳淬火，再在加热温度为500~550℃、保温时间为3h~4h的条件下进行高温回火，然后在加热温度为800~820℃、保温时间为30min～60min、60～70℃油冷条件下进行二次淬火，最后在加热温度为190~210℃、保温时间为4h~5h的条件下进行低温回火。

本发明产生的有益效果是：本发明通过在现有G20CrNi2Mo渗碳轴承钢成分基础上增加合金元素V含量，通过高温回火，结合二次淬火、低温回火，并设置合理的加热温度和时间，利用V元素的强碳化物形成能力，利用其回火过程形成合金碳化物，获得大量细小均匀、弥散分布的合金碳化物，提高耐磨性，同时利用V、Mo元素细化晶粒和提高淬透性作用，保障材料强度和韧性。本发明通过现有渗碳轴承钢合金元素添加和热处理工艺协同优化，利用合金碳化物析出/弥散强化作用，能够提高渗碳轴承钢热处理耐磨性并保持其韧性，改善其服役性能，具有效果好、经济、易操作实施等综合优点。

具体实施方式