專利名稱：高碳鉻(GCr15)軸承碳氮共滲處理后表面細(xì)化工藝的制作方法

　　技術(shù)領(lǐng)域：

　　本發(fā)明涉及一種高碳鉻(GCrl5)軸承碳氮共滲處理后表面細(xì)化工藝。

　　背景技術(shù)：

　　目前常規(guī)的GCrl5軸承鋼表面碳氮共滲工藝將軸承套圈在較低的溫度下(810 840°C )，較高的碳氮?dú)夥?碳勢(shì)控制在1. 0 1. 5，氮?jiǎng)菘刂圃? 6% )中加熱保溫1. 5 3小時(shí)，隨后進(jìn)行淬火和回火。按照這種熱處理工藝，軸承套圈殘余奧氏體含量在25 35%，表面呈較大壓應(yīng)力狀態(tài)。但是這種工藝處理零件表面顯微組織中碳氮化物呈現(xiàn)大塊 狀甚至是殼狀，這種組織在軸承使用過程中，將大大降低高殘奧量的有利影響，甚至使軸承 脆性增大，經(jīng)常出現(xiàn)軸承嚴(yán)重失效，造成不可預(yù)想的事故。由于此種常規(guī)熱處理后的GCrl5 軸承表面具有非常少量的殘余奧氏體量及較大的拉應(yīng)力，這樣的軸承在較惡劣的工況下 (如汽車變速器等)使用時(shí)，非常容易失效。研究表面對(duì)軸承套圈進(jìn)行表面碳氮共滲能大幅 提高表面殘余奧氏體含量以及使表面產(chǎn)生較大的殘余壓應(yīng)力，從而能大幅度地延長(zhǎng)軸承的 使用壽命。但是由于GCrl5鋼本屬于高碳鉻軸承鋼，若再次施以碳氮共滲處理時(shí)，零件表面 將不可避免地出現(xiàn)大塊狀碳氮化物甚至殼狀碳氮化物，因此亟待發(fā)明新的工藝方法使?jié)B入 零件表面的碳氮化物得到細(xì)化，使之更有利于軸承的使用壽命。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)GCrl5軸承鋼表面進(jìn)行碳氮共滲工藝所存在 的上述問題，提供一種高碳鉻(GCrl5)軸承碳氮共滲處理后表面細(xì)化工藝。本發(fā)明設(shè)計(jì)高 碳鉻(GCrl5)軸承碳氮共滲處理后表面細(xì)化工藝，其特征在于將軸承套圈在810 840°C 的溫度下，在碳氮?dú)夥諡樘紕?shì)在1. 0 1. 5，氮?jiǎng)菰? 6%的條件下保溫1. 5 3小時(shí)，隨 后進(jìn)行淬火，淬火溫度為810 84(TC;再將軸承套圈加熱至500 60(TC去應(yīng)力回火，回火 2 3小時(shí)，再將軸承套圈加熱到800 830°C ，保溫0. 5 1. 5小時(shí)，再次進(jìn)行淬火，淬火 溫度為800 83(TC，然后再次將軸承套圈加熱至150 20(TC回火，回火2 3小時(shí)。所 進(jìn)行的兩次淬火為用30 IO(TC的油淬火。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是使?jié)B入軸承套圈表面的碳氮化 物得到細(xì)化，使之更有利于軸承的使用壽命。

　　下面結(jié)合附圖

　　和實(shí)例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。

　　附圖l為實(shí)例l工藝曲線，

　　附圖2為實(shí)例2工藝曲線，

　　具體實(shí)施例方式

　　將軸承套圈在810 840°C的溫度下，在碳氮?dú)夥諡樘紕?shì)在1. 0 1. 5，氮?jiǎng)菰?2 6%的條件下保溫1. 5 3小時(shí)，隨后進(jìn)行淬火，淬火溫度為810 840°C ;再將軸承套 圈加熱至500 60(TC去應(yīng)力回火，回火2 3小時(shí)，再將軸承套圈加熱到800 83(TC，保 溫0. 5 1. 5小時(shí)，再次進(jìn)行淬火，淬火溫度為800 83(TC，然后再次將軸承套圈加熱至150 20(TC回火，回火2 3小時(shí)。所進(jìn)行的兩次淬火為用30 IO(TC的油淬火。采用這 種方法后，實(shí)現(xiàn)了軸承表面殘余奧氏體量25% 35%，獲得表面殘余壓應(yīng)力200 500Mpa， 并使表面無(wú)大塊狀和殼狀碳氮化合物，最大碳氮化合物尺寸不超過30 ii m，經(jīng)軸承強(qiáng)化疲勞 壽命試驗(yàn)(試驗(yàn)載荷為45%的額定動(dòng)載荷)提高了 15%以上。 下面為對(duì)型號(hào)為6305X2軸承(額定動(dòng)載荷為24. 8KN、極限轉(zhuǎn)速為12000rpm)的兩 個(gè)實(shí)施例，檢測(cè)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下 實(shí)施例1 :將軸承套圈加熱至810°C ，在碳氮?dú)夥諡樘紕?shì)在1. 0 1. 5，氮?jiǎng)菰? 6%的條件下保溫1. 0小時(shí)，然后用3(TC的油淬火，再將軸承套圈加熱至50(TC去應(yīng)力回火 2小時(shí)，再將經(jīng)軸承套圈加熱至80(TC保溫0. 5小時(shí)后用3(TC的油淬火，再將軸承套圈加熱 至150°C回火2小時(shí)。經(jīng)檢測(cè)和試驗(yàn)后，表面殘余奧氏體含量25 30% ，表面應(yīng)力為200 300Mpa壓應(yīng)力，經(jīng)檢測(cè)后表面無(wú)大塊狀碳氮化物，最大碳氮化物尺寸為25ym ;強(qiáng)化疲勞壽 命試驗(yàn)后，試驗(yàn)軸承的最小壽命為801小時(shí)，大于9L1Q (L1Q為87小時(shí))，共試驗(yàn)軸承8套，可 靠度大于99.5%。 實(shí)施例2 :將軸承套圈加熱至825t:，在碳氮?dú)夥諡樘紕?shì)在1. 0 1. 5，氮?jiǎng)菰? 6%的條件下保溫2. 5小時(shí)，然后用65t:的油淬火，然后將軸承套圈加熱至55(TC去應(yīng)力回 火2. 5小時(shí)，再將軸承套圈加熱至815t:保溫1. 2小時(shí)后用65°C的油淬火，隨后將軸承套圈 加熱至18(TC回火2. 5小時(shí)。經(jīng)檢測(cè)和試驗(yàn)后，表面殘余奧氏體含量27 35%，表面應(yīng)力 為200 400Mpa壓應(yīng)力，經(jīng)檢測(cè)后表面無(wú)大塊狀碳氮化物，最大碳氮化物尺寸為20 y m ;; 強(qiáng)化疲勞壽命試驗(yàn)后，試驗(yàn)軸承的最小壽命為889小時(shí)，大于10L1Q(L1Q為87小時(shí))，共試驗(yàn) 軸承8套，可靠度大于99.5%。 實(shí)施例3 :將軸承套圈加熱至84(TC，在碳氮?dú)夥諡樘紕?shì)在1. 0 1. 5，氮?jiǎng)菰? 6%的條件下保溫3小時(shí)，然后用10(TC的油淬火，然后將軸承套圈加熱至60(TC去應(yīng)力回 火3小時(shí)，再將軸承套圈加熱至83(TC保溫1. 5小時(shí)后用IO(TC的油淬火，隨后將軸承套圈 加熱至20(TC回火3小時(shí)。經(jīng)檢測(cè)和試驗(yàn)后，表面殘余奧氏體含量27 35%，表面應(yīng)力為 200 400Mpa壓應(yīng)力，經(jīng)檢測(cè)后表面無(wú)大塊狀碳氮化物，最大碳氮化物尺寸為20 y m ;;強(qiáng) 化疲勞壽命試驗(yàn)后，試驗(yàn)軸承的最小壽命為889小時(shí)，大于10L1Q (L1Q為87小時(shí))，共試驗(yàn)軸 承8套，可靠度大于99.5%。 以上試驗(yàn)軸承的檢測(cè)均根據(jù)軸承機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T1255-2001、 JB/T50013-2000 進(jìn)行，軸承強(qiáng)化疲勞試驗(yàn)按標(biāo)準(zhǔn)JB/T50013-2000要求進(jìn)行，上述疲勞試驗(yàn)均比未進(jìn)行低溫 二次淬火時(shí)的疲勞壽命試驗(yàn)結(jié)果(最小疲勞壽命為701小時(shí))提高了 15%以上。該工藝 方法可以使GC15鋼表面碳氮共滲工藝得到的高殘奧量及高應(yīng)力的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮，提高了 GC15鋼表面碳氮共滲工藝的實(shí)用性。采用這種工藝后預(yù)計(jì)可以額外產(chǎn)生5000萬(wàn)元以上的 效益。

　　權(quán)利要求

　　高碳鉻(GCr15)軸承碳氮共滲處理后表面細(xì)化工藝，其特征在于將軸承套圈在810～840℃的溫度下，在碳氮?dú)夥諡樘紕?shì)在1.0～1.5，氮?jiǎng)菰?～6％的條件下保溫1.5～3小時(shí)，隨后進(jìn)行淬火，淬火溫度為810～840℃；再將軸承套圈加熱至500～600℃去應(yīng)力回火，回火2～3小時(shí)，再將軸承套圈加熱到800～830℃，保溫0.5～1.5小時(shí)，再次進(jìn)行淬火，淬火溫度為800～830℃，然后再次將軸承套圈加熱至150～200℃回火，回火2～3小時(shí)。

　　2. 按權(quán)利要求1所述的高碳鉻(GCrl5)軸承碳氮共滲處理后表面細(xì)化工藝，其特征在 于所進(jìn)行的兩次淬火為用30 IO(TC的油淬火。

　　全文摘要

　　本發(fā)明涉及一種高碳鉻(GCr15)軸承碳氮共滲處理后表面細(xì)化工藝。其特征在于將軸承套圈在810～840℃的溫度下，在碳氮?dú)夥諡樘紕?shì)在1.0～1.5，氮?jiǎng)菰?～6％的條件下保溫1.5～3小時(shí)，隨后進(jìn)行淬火，淬火溫度為810～840℃；再將軸承套圈加熱至500～600℃去應(yīng)力回火，回火2～3小時(shí)，再將軸承套圈加熱到800～830℃，保溫0.5～1.5小時(shí)，再次進(jìn)行淬火，淬火溫度為800～830℃，然后再次將軸承套圈加熱至150～200℃回火，回火2～3小時(shí)。所進(jìn)行的兩次淬火為用30～100℃的油淬火。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是使?jié)B入軸承套圈表面的碳氮化物得到細(xì)化，使之更有利于軸承的使用壽命。

　　文檔編號(hào)C21D1/18GK101748248SQ20081020478

　　公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月17日

　　發(fā)明者劉斌, 郭長(zhǎng)建, 高向陽(yáng) 申請(qǐng)人:蘇州人本集團(tuán)有限公司;蘇州思博特軸承技術(shù)研發(fā)有限公司