[发明专利]高氮不锈钢球的生产工艺

说明书

本发明公开了一种高氮不锈钢球的热处理及应用该热处理工艺的生产工艺，包括以下步骤：冷镦——光球——热处理——硬磨(硬研)——初研1——初研2——精研1——精研2——自动外观——油封包装，采用的高氮马氏体不锈轴承钢的含碳量0.30％左右，含氮量0.40％左右，用于其加入量一定量的氮，降低了碳的含量，因此避免了大块共晶碳化物的产生，同时,氮还起到了固溶强化的作用，使该钢的硬度达到了HRC60。此外，SV30高氮钢还具有相当优良的耐腐蚀性和较高的韧性。

技术领域

本发明涉及军事工业上用于潜艇、仪器、空间站、卫星等要求对耐腐蚀性强的场合的轴承，具体的涉及轴承用高氮不锈钢球。

背景技术

轴承广泛应用于矿山机械、精密机床、冶金设备、重型装备与高档轿车等重大装备领域和风力发电、高铁动车及航空航天等新兴产业领域。中国生产的轴承主要为中低端轴承和小中型轴承，表现为低端过剩和高端缺乏。与国外相比，在高端轴承和大型轴承方面存在较大差距。作为航空发动机的关键基础零部件，国外正在研发推力比为15-20的第2代航空发动机轴承，准备在2020年前后装配到第5代战机中。近10年来，美国研发了第2代航空发动机用轴承钢，其代表性钢种为耐500℃的高强耐蚀轴承钢CSS-42L和耐350℃高氮不锈轴承钢X30（Cronidur30）。中国则在进行第2代航空发动机用轴承的研发。

为了生产研发中的第2代航空发动机轴承的配套钢球，鉴于国产的材料暂时还满足不了第2代航空发动机轴承的要求，我们采用了德国进口的SV30（牌号Cronidur30）的高氮马氏体不锈轴承钢（相当于美国牌号高氮不锈轴承钢X30），用于研发急需的配套钢球，以满足国防建设的需要。另外，由于目前航母的服役，舰载机上舰，对海水腐蚀的性能上提出了更高的要求，很多原来采用军用甲组钢或普通不锈钢的轴承，目前也改用高氮钢制造，上海天安轴承有限公司、中浙高铁、上海轴承技术研究所、瓦房店轴承有限公司等企业都在开发此类轴承，目前全部由申请人所提供。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高氮不锈钢球的生产工艺，该工艺包括以下步骤：

（1）冷镦：采用钢球冷镦机，在转速60-250rpm下，当坯料直径D1为成品直径D+0.50mm±0.05mm时，冷镦结束；

（2）光球：采用光球机，在转速110 rpm下，当坯料直径D1为成品直径D+0.4mmm±0.02mm时，光球结束；

（3）热处理：将光球后的坯料送入热处理设备内，在保护气氛下进行热处理，该过程包括以下步骤：

b.加热温度至900℃，保温30min；

c.加热温度至1030℃，保温30min；

d.油冷处理，冷却温度至常温；

e.深冷处理，将油冷处理后的坯料放入冷却容器内，冷却温度至-80℃，并保温120imn；

f.第一阶段回火处理：回火至150℃，并保温120min；

g.第二阶段回火处理：将第一阶段回火处理完成的坯料自然冷却到常温，再回火至150℃，并保温120min；

（4）硬磨或硬研：将热处理之后的坯料利用砂轮硬磨机在转速100-110rpm，压力为7-10atm下进行硬磨或者利用钢球研磨机在转速70-80rpm，压力2.5-3.5atm下进行硬研处理，当坯料直径D1为成品直径D+0.05mm（±0.002）时，结束硬磨或研磨；加工0.5-0.8mm的球时，采用大槽角、大槽深中开口的磨盘加工方式，磨盘采用100+5度的正三角槽；

（5）初研1：采用工业级三氧化二铬+W5金刚石微粉，机床转速35-50rpm，压力2-3atm下，进行首次初研，当坯料直径D1为成品直径D+0.025mm时，首次初研结束；