專利名稱：高碳鉻(GCr15)軸承碳氮共滲處理后表面細化工藝的制作方法

　　技術領域：

　　本發明涉及一種高碳鉻(GCrl5)軸承碳氮共滲處理后表面細化工藝。

　　背景技術：

　　目前常規的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 )，較高的碳氮氣氛(碳勢控制在1. 0 1. 5，氮勢控制在2 6% )中加熱保溫1. 5 3小時，隨后進行淬火和回火。按照這種熱處理工藝，軸承套圈殘余奧氏體含量在25 35%，表面呈較大壓應力狀態。但是這種工藝處理零件表面顯微組織中碳氮化物呈現大塊 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，經常出現軸承嚴重失效，造成不可預想的事故。由于此種常規熱處理后的GCrl5 軸承表面具有非常少量的殘余奧氏體量及較大的拉應力，這樣的軸承在較惡劣的工況下 (如汽車變速器等)使用時，非常容易失效。研究表面對軸承套圈進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生較大的殘余壓應力，從而能大幅度地延長軸承的 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，零件表面 將不可避免地出現大塊狀碳氮化物甚至殼狀碳氮化物，因此亟待發明新的工藝方法使滲入 零件表面的碳氮化物得到細化，使之更有利于軸承的使用壽命。

　　發明內容

　　本發明的目的是解決現有技術中對GCrl5軸承鋼表面進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化工藝。本發明設計高 碳鉻(GCrl5)軸承碳氮共滲處理后表面細化工藝，其特征在于將軸承套圈在810 840°C 的溫度下，在碳氮氣氛為碳勢在1. 0 1. 5，氮勢在2 6%的條件下保溫1. 5 3小時，隨 后進行淬火，淬火溫度為810 84(TC;再將軸承套圈加熱至500 60(TC去應力回火，回火 2 3小時，再將軸承套圈加熱到800 830°C ，保溫0. 5 1. 5小時，再次進行淬火，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。所 進行的兩次淬火為用30 IO(TC的油淬火。本發明的優點是使滲入軸承套圈表面的碳氮化 物得到細化，使之更有利于軸承的使用壽命。

　　下面結合附圖

　　和實例對本發明作詳細說明。

　　附圖l為實例l工藝曲線，

　　附圖2為實例2工藝曲線，

　　具體實施例方式

　　將軸承套圈在810 840°C的溫度下，在碳氮氣氛為碳勢在1. 0 1. 5，氮勢在 2 6%的條件下保溫1. 5 3小時，隨后進行淬火，淬火溫度為810 840°C ;再將軸承套 圈加熱至500 60(TC去應力回火，回火2 3小時，再將軸承套圈加熱到800 83(TC，保 溫0. 5 1. 5小時，再次進行淬火，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。所進行的兩次淬火為用30 IO(TC的油淬火。采用這 種方法后，實現了軸承表面殘余奧氏體量25% 35%，獲得表面殘余壓應力200 500Mpa， 并使表面無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，經軸承強化疲勞 壽命試驗(試驗載荷為45%的額定動載荷)提高了 15%以上。 下面為對型號為6305X2軸承(額定動載荷為24. 8KN、極限轉速為12000rpm)的兩 個實施例，檢測和試驗數據如下 實施例1 :將軸承套圈加熱至810°C ，在碳氮氣氛為碳勢在1. 0 1. 5，氮勢在2 6%的條件下保溫1. 0小時，然后用3(TC的油淬火，再將軸承套圈加熱至50(TC去應力回火 2小時，再將經軸承套圈加熱至80(TC保溫0. 5小時后用3(TC的油淬火，再將軸承套圈加熱 至150°C回火2小時。經檢測和試驗后，表面殘余奧氏體含量25 30% ，表面應力為200 300Mpa壓應力，經檢測后表面無大塊狀碳氮化物，最大碳氮化物尺寸為25ym ;強化疲勞壽 命試驗后，試驗軸承的最小壽命為801小時，大于9L1Q (L1Q為87小時)，共試驗軸承8套，可 靠度大于99.5%。 實施例2 :將軸承套圈加熱至825t:，在碳氮氣氛為碳勢在1. 0 1. 5，氮勢在2 6%的條件下保溫2. 5小時，然后用65t:的油淬火，然后將軸承套圈加熱至55(TC去應力回 火2. 5小時，再將軸承套圈加熱至815t:保溫1. 2小時后用65°C的油淬火，隨后將軸承套圈 加熱至18(TC回火2. 5小時。經檢測和試驗后，表面殘余奧氏體含量27 35%，表面應力 為200 400Mpa壓應力，經檢測后表面無大塊狀碳氮化物，最大碳氮化物尺寸為20 y m ;; 強化疲勞壽命試驗后，試驗軸承的最小壽命為889小時，大于10L1Q(L1Q為87小時)，共試驗 軸承8套，可靠度大于99.5%。 實施例3 :將軸承套圈加熱至84(TC，在碳氮氣氛為碳勢在1. 0 1. 5，氮勢在2 6%的條件下保溫3小時，然后用10(TC的油淬火，然后將軸承套圈加熱至60(TC去應力回 火3小時，再將軸承套圈加熱至83(TC保溫1. 5小時后用IO(TC的油淬火，隨后將軸承套圈 加熱至20(TC回火3小時。經檢測和試驗后，表面殘余奧氏體含量27 35%，表面應力為 200 400Mpa壓應力，經檢測后表面無大塊狀碳氮化物，最大碳氮化物尺寸為20 y m ;;強 化疲勞壽命試驗后，試驗軸承的最小壽命為889小時，大于10L1Q (L1Q為87小時)，共試驗軸 承8套，可靠度大于99.5%。 以上試驗軸承的檢測均根據軸承機械行業標準JB/T1255-2001、 JB/T50013-2000 進行，軸承強化疲勞試驗按標準JB/T50013-2000要求進行，上述疲勞試驗均比未進行低溫 二次淬火時的疲勞壽命試驗結果(最小疲勞壽命為701小時)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力的優勢充分發揮，提高了 GC15鋼表面碳氮共滲工藝的實用性。采用這種工藝后預計可以額外產生5000萬元以上的 效益。

　　權利要求

　　高碳鉻(GCr15)軸承碳氮共滲處理后表面細化工藝，其特征在于將軸承套圈在810～840℃的溫度下，在碳氮氣氛為碳勢在1.0～1.5，氮勢在2～6％的條件下保溫1.5～3小時，隨后進行淬火，淬火溫度為810～840℃；再將軸承套圈加熱至500～600℃去應力回火，回火2～3小時，再將軸承套圈加熱到800～830℃，保溫0.5～1.5小時，再次進行淬火，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。

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

　　全文摘要

　　本發明涉及一種高碳鉻(GCr15)軸承碳氮共滲處理后表面細化工藝。其特征在于將軸承套圈在810～840℃的溫度下，在碳氮氣氛為碳勢在1.0～1.5，氮勢在2～6％的條件下保溫1.5～3小時，隨后進行淬火，淬火溫度為810～840℃；再將軸承套圈加熱至500～600℃去應力回火，回火2～3小時，再將軸承套圈加熱到800～830℃，保溫0.5～1.5小時，再次進行淬火，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。所進行的兩次淬火為用30～100℃的油淬火。本發明的優點是使滲入軸承套圈表面的碳氮化物得到細化，使之更有利于軸承的使用壽命。

　　文檔編號C21D1/18GK101748248SQ20081020478

　　公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月17日 優先權日2008年12月17日

　　發明者劉斌, 郭長建, 高向陽 申請人:蘇州人本集團有限公司;蘇州思博特軸承技術研發有限公司