一种渗碳轴承钢热处理工艺制造技术

本申请涉及轴承热处理领域，具体公开了一种渗碳轴承钢热处理工艺，渗碳轴承钢热处理工艺包括以下步骤：渗碳淬火步骤，细化处理步骤，二次淬火步骤和低温回火步骤；细化处理步骤：将温度升至750

【技术实现步骤摘要】
一种渗碳轴承钢热处理工艺


[0001]本申请涉及轴承热处理的领域，更具体地说，它涉及一种渗碳轴承钢热处理工艺。

技术介绍

[0002]渗碳轴承钢G20Cr2Ni4制轴承零件，其深层渗碳(硬化层深度≥2.5mm)热处理工艺通常为：渗碳淬火
→
高温回火(2
‑
3次)
→
二次淬火+低温回火。尤其针对渗碳轴承钢G20Cr2Ni4而言，若轴承零件要求硬化层深度≥4mm，为使二次淬火后表层组织合格，必须经过两次高温回火，保证二次淬火后表层组织及硬度合格。因此，高温回火是必须工序。
[0003]一次高温回火步骤的总时间包括升温、保温和降温过程，大约在10小时左右，整个步骤时间长，效率低；在工件完成渗碳淬火步骤后，进行二次淬火步骤前，产品的生产效率为150件/天，生产效率低。

技术实现思路

[0004]为显著提高生产效率，本申请提供一种渗碳轴承钢热处理工艺。
[0005]本申请提供一种渗碳轴承钢热处理工艺，采用如下的技术方案：
[0006]一种渗碳轴承钢热处理工艺，包括以下步骤：渗碳淬火步骤，细化处理步骤，二次淬火步骤和低温回火步骤；
[0007]细化处理步骤：将温度升至750
‑
840℃，并保温1
‑
2h，随后迅速淬入油中冷却，气氛为无机气体与有机气体的混合气体，无机气体从升温时通入，有机气体在保温期间通入至保温结束后停止。
[0008]在传统工艺中，高温回火是必经步骤，而本申请省略两次高温回火的工艺步骤，解决传统工艺中的技术偏见，将两次高温回火步骤优化为细化处理工艺，传统工艺中采用两次高温回火时间共约20h，本申请细化处理步骤包括升温和冷却的时间约为4h，单个工件从原来耗费的20h左右降低到4h左右，大幅度的节省了生产时间。
[0009]其次，若采用传统工艺的高温回火步骤，则需采用特定的高温回火设备，且高温回火步骤的时间长，企业能耗和成本都很高，传统工艺中需进行两次高温回火，则需占用两台高温回火设备，而优化后只需在一台设备上进行细化处理步骤和二次淬火步骤，减少上料和下料的次数，节省操作时间，提高生产效率。
[0010]由于传统的高温回火步骤中，只能采用氮气作为保护气氛，期间会造成工件表面氧化，外观质量差，因此在传统的高温回火步骤完成后，工件需及时对工件进行喷砂处理。而采用本申请的热处理工艺中，采用有机气体与无机气体混合作为保护气氛，期间工件表面无氧化情况，无需在细化处理步骤后对工件进行喷砂处理，不仅节约了时间，提高了生产效率，而且也减少了喷砂处理的成本支出。在细化处理步骤中，保温完成后便迅速淬入油中冷却，进一步保证产品表面无氧化情况，改善产品表层组织。
[0011]传统热处理工艺效率为150件/天，本申请的工艺效率为750件/天，生产效率显著提升，企业产能明显扩大，解决了轴承零件热处理工艺中的瓶颈工序。同时，通过本申请的
热处理工艺后，还能进一步改善产品的表面硬度，提高产品质量。
[0012]优选的，细化处理步骤中，有机气体选自甲醇、天然气或丙烷中的任意两种。
[0013]通过采用上述技术方案，优化有机气体的选择，保证安全生产的同时，减少工件在处理过程中表面被氧化的可能和产品脱碳的情况，改善产品的外观质量，同时省去后续的喷砂处理步骤，进一步节省生产时间并降低企业成本，提高生产效率。
[0014]优选的，细化处理步骤中，有机气体为甲醇和天然气。
[0015]通过采用上述技术方案，甲醇和天然气成本低，来源广泛，两者配合使用以使得产品表面无氧化，既提高了产品质量，又能节省喷砂处理步骤耗费的成本和时间，提高生产效率。
[0016]优选的，细化处理步骤中，甲醇从开始保温时通入至保温结束后停止；保温期间，通入天然气控制碳势，碳势0.8％
‑
1％；甲醇的流量为2.5
‑
3.5L/h，天然气的流量为0.2
‑
0.8m3/h。
[0017]通过采用上述技术方案，甲醇在开始保温时通入，炉内温度已高于750℃，保证安全生产的同时，无机气体和有机气体协同，有效防止产品表面被氧化，同时防止产品脱碳，既提高了产品质量，又能节省喷砂处理步骤耗费的时间，提高生产效率。优化通入甲醇和天然气的流量，保证产品质量要求的同时，节省企业成本。
[0018]优选的，细化处理步骤中，无机气体为氮气，氮气的流量为：2.0
‑
3.0m3/h。
[0019]通过采用上述技术方案，优化无机气体的选择，保证安全生产的同时，以利于与有机气体一起防止产品表面被氧化，既提高了产品质量，又能节省喷砂处理步骤耗费的时间，提高生产效率。
[0020]优选的，渗碳淬火步骤包括强渗阶段、扩散阶段、保温阶段和冷却阶段；
[0021]强渗阶段：将温度升至920
‑
940℃，并保温60
‑
70h；
[0022]扩散阶段：温度为920
‑
940℃，保温14
‑
18h；
[0023]保温阶段：温度降至860
‑
880℃，保温8
‑
12h；
[0024]全程通入RX气体。
[0025]通过采用上述技术方案，优化渗碳淬火步骤的工艺条件，保证轴承钢硬化层深度≥4mm，根据硬化层深度的不同，可适当调整渗碳淬火步骤中强渗阶段和扩散阶段的保温时间，从而达到产品的硬化层深度的要求。
[0026]优选的，渗碳淬火步骤中，通入天然气控制碳势；
[0027]强渗阶段，碳势1.2％
‑
1.35％；
[0028]扩散阶段，碳势1.0％
‑
1.2％；
[0029]保温阶段，碳势0.85％
‑
1.0％。
[0030]通过采用上述技术方案，将碳势控制在合理范围，以改善产品的渗碳层均匀性，以使得产品表面无粗大碳化物，使得产品具有良好的表层组织，外观质量佳。
[0031]优选的，二次淬火步骤：将温度升至780
‑
820℃，并保温1.5
‑
2.5h，随后迅速淬入油中冷却；保温期间，通入天然气控制碳势；碳势0.8％
‑
1％。
[0032]优选的，低温回火步骤：将温度升至150
‑
220℃，并保温5
‑
10h，随后冷却至常温。
[0033]通过采用上述技术方案，优化二次淬火步骤和低温回火步骤的工艺条件，进一步保证产品的质量。
[0034]综上所述，本申请具有以下有益效果：
[0035]1、通过本申请的处理工艺，在工件完成渗碳淬火步骤后，进行二次淬火步骤前，工艺效率从150件/天提升至750件/天，显著的改善了企业的生产效率，同时提高了产品的表面硬度。
[0036]2、本申请中采用有机气体与无本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种渗碳轴承钢热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：渗碳淬火步骤，细化处理步骤，二次淬火步骤和低温回火步骤；细化处理步骤：将温度升至750
‑
840℃，并保温1
‑
2h，随后迅速淬入油中冷却，气氛为无机气体与有机气体的混合气体，无机气体从升温时通入，有机气体在保温期间通入至保温结束后停止。2.根据权利要求1所述的渗碳轴承钢热处理工艺，其特征在于：细化处理步骤中，有机气体选自甲醇、天然气或丙烷中的任意两种。3.根据权利要求2所述的渗碳轴承钢热处理工艺，其特征在于：细化处理步骤中，有机气体为甲醇和天然气。4.根据权利要求3所述的渗碳轴承钢热处理工艺，其特征在于：细化处理步骤中，甲醇从开始保温时通入至保温结束后停止；保温期间，通入天然气控制碳势，碳势0.8%
‑
1%；甲醇的流量为2.5
‑
3.5L/h，天然气的流量为0.2
‑
0.8m
³
/h。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的渗碳轴承钢热处理工艺，其特征在于：细化处理步骤中，无机气体为氮气，氮气的流量为：2.0
‑
3.0m
³
/h。6.根据权利要求1所述的渗碳轴承钢热处理工艺，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨群浩，邹勇，余淮，
申请(专利权)人：成都天马精密机械有限公司，
类型：发明
国别省市：