本发明专利技术名称为一种高碳铬轴承钢制轴承零件碳氮共渗工艺，属于轴承技术领域。它主要是解决高碳铬轴承钢制轴承零件采用现有碳氮共渗工艺处理存在零件显微组织高，尺寸变形量大，磨削后工作面有效硬化层深度无法保证的问题。它的主要特征是所述工艺包括以下处理步骤：(1)碳氮共渗；碳氮共渗包括预碳氮共渗和空冷；(2)淬火；(3)回火。相比于现有常规的碳氮共渗+淬火+回火的工艺，本发明专利技术在碳氮共渗和淬火之间，增加了空冷过程，具有能有效提高碳氮共渗有效渗层深度、避免淬火后显微组织级别超标、防止轴承零件表面氧化和提高生产效率的特点，主要用于大中型高碳铬轴承钢制轴承零件的碳氮共渗处理。碳氮共渗处理。碳氮共渗处理。
【技术实现步骤摘要】
一种高碳铬轴承钢制轴承零件碳氮共渗工艺
[0001]本专利技术属于轴承
，特别涉及一种高碳铬轴承钢制轴承零件碳氮共渗工艺。
技术介绍
[0002]目前，轴承零件多采用高碳铬轴承钢，经过碳氮共渗处理工艺，能够有效的提高轴承的使用寿命。高碳铬轴承钢制轴承零件的碳氮共渗工艺一般为碳氮共渗+淬火+回火，这种工艺用于小型轴承的碳氮共渗工艺时，能够通过工艺调整，满足变形量和显微组织要求，但是对于大中型轴承，采用碳氮共渗+淬火+回火工艺，存在零件尺寸变形量大，磨削后工作面有效硬化层深度无法保证，显微组织偏高的问题。
[0003]公开号为CN 112575285 A的中国专利技术专利公开了一种圆锥轴承内圈碳氮共渗工艺及含碳氮共渗内圈的圆锥轴承，采用碳氮共渗处理、淬火处理和回火处理的工艺，大幅提高轴承寿命，主要用于量产商用车轮毂圆锥轴承。但是对于大规格轴承，还存在热处理后的马氏体显微组织级别高，变形大的问题。
[0004]公开号为CN 112195436 A的中国专利技术专利公开了一种高碳铬轴承钢中大型薄壁轴承碳氮共渗工艺，采用碳氮共渗+压模淬火+回火的工艺步骤，由于在碳氮共渗以后采用压模淬火，使得轴承套圈不易发生形变，减小热处理变形量。采用压模淬火，需要将轴承套圈和压模模具进行装配，该工艺对轴承套圈尺寸精度的要求比较高。
[0005]公开号为CN 112877639 A的中国专利技术专利公开了一种高碳铬轴承钢碳氮共渗工艺及设备，采用清洗、预氧化处理、碳氮共渗、保温退火、奥氏体化、淬火处理以及清洗后回火处理，能有效提高碳氮共渗有效渗层深度。该工艺步骤较多，生产效率低，生产成本高。
技术实现思路
[0006]为了改善现有轴承零件碳氮共渗工艺显微组织超标、变形难以控制和生产效率低的问题，本专利技术的目的在于提供一种高碳铬轴承钢制轴承零件碳氮共渗工艺。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供了如下的技术方案：一种高碳铬轴承钢制轴承零件碳氮共渗工艺，其特征在于，所述工艺包括以下处理步骤：(1) 碳氮共渗；碳氮共渗包括预碳氮共渗和空冷；(2) 淬火；(3) 回火。
[0008]本专利技术的技术解决方案中所述的第(1)步骤中的预碳氮共渗和空冷是在一台含碳氮共渗主炉和空冷室的多用炉中进行的。
[0009]本专利技术的技术解决方案中所述的第(1)步骤中的预碳氮共渗包括在强渗阶段，840℃
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860℃保温240
‑
270min，碳势1.15%
‑
1.20%，NH3流量2.0
‑
2.5NL/min；在扩散阶段，温度保持不变，840℃
‑
860℃保温120
‑
150min，碳势1.0%，NH3流量2.0
‑
2.5NL/min。
[0010]本专利技术的技术解决方案中所述的第(1)步骤中轴承零件备料后在多用炉主炉中进
行碳氮共渗。
[0011]本专利技术的技术解决方案中所述的第(1)步骤中的空冷在空冷室中进行，包括冷却120min，温度从840℃
‑
860℃降至180℃以下，随后出炉自然冷却至室温。
[0012]本专利技术的技术解决方案中所述的第(2)步骤中的淬火包括加热保温温度为820
‑
840℃，加热保温时间为50
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60min。
[0013]本专利技术的技术解决方案中所述的第(2)步骤中淬火完成后，对轴承零件进行清洗。
[0014]本专利技术的技术解决方案中所述的第(2)步骤淬火中根据工件尺寸和规格选择冷却介质和循环方式。
[0015]本专利技术的技术解决方案中所述的第(3)步骤中的回火包括温度为170℃
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190℃，回火时间150
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180min。
[0016]本专利技术的技术解决方案中所述的第(2)步骤中的淬火和第(3)步骤中的回火在淬回火连续式热处理生产线进行。
[0017]本专利技术具有以下积极效果：第一、相比于常规的碳氮共渗+淬火+回火处理，本专利技术增加了空冷处理，变形量可控，有效改善显微组织级别。对热处理后的轴承零件进行检验，零件工作面有效硬化层深度≥0.4mm，磨加工后有效硬化层深度≥0.1mm，马氏体组织稳定在3级左右，表面硬度达到61~65HRC（750
‑
860HV），心部硬度达到59~64HRC，均符合技术要求。
[0018]第二、本专利技术的预碳氮共渗和空冷在一台多用炉热处理设备中完成，零件碳氮共渗完成后，在密闭的环境中空冷处理，可避免长时间碳氮共渗后立即淬火造成的显微组织级别超标，也可防止零件表面氧化，为后续的淬、回火过程做好显微组织准备。后续可根据零件特点和技术需求，选择更加适合的淬、回火生产线，使得零件热处理内在质量和变形控制的手段变得丰富，控制难度明显降低。
[0019]第三、本专利技术预碳氮共渗之后不直接淬火，可不用考虑冷却过程对装炉方式的影响，零件备料时可充分利用料筐和工装的空间，经过产品特性的10点测试，证明提高装炉量并配合适合的加工工艺不影响产品质量。以外径139mm的轴承套圈为例，可由常规碳氮共渗工艺的320件/炉提高至本专利技术的500件/炉，提高了生产效率。
[0020]相比于现有常规的碳氮共渗+淬火+回火的工艺，本专利技术在碳氮共渗和淬火之间，增加了空冷过程，具有能有效提高碳氮共渗有效渗层深度、避免淬火后显微组织级别超标、防止轴承零件表面氧化和提高生产效率的特点，主要用于大中型高碳铬轴承钢制轴承零件的碳氮共渗处理。
附图说明
[0021]图1为本专利技术高碳铬轴承钢制轴承零件碳氮共渗工艺简图。
[0022]图2为本专利技术实施例1工件热处理后的表层组织结构图（表层组织
×
1000）。
[0023]图3为本专利技术实施例1工件热处理后的心部组织结构图（心部组织
×
1000）。
[0024]图4为本专利技术实施例1工件热处理后的表面到心部的硬度梯度。
具体实施方式
[0025]下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。
[0026]本专利技术具体实施例仅仅是对本专利技术的解释，其并不是对本专利技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后，可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本专利技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。
[0027]本工艺所需设备：热处理多用炉生产线、淬回火连续式热处理生产线，其中，热处理多用炉生产线的热处理多用炉包括碳氮共渗主炉和空冷室，为现有热处理设备，淬回火连续式热处理生产线为现有热处理生产线。
[0028]实施例1：如图1所示，一种高碳铬轴承钢制轴承零件碳氮共渗工艺，包括以下步骤：(1) 碳氮共渗；碳氮共渗包括预碳氮共渗和空冷；其中，预碳氮共渗，预碳氮共渗在碳氮共渗主炉中进行，轴承零件备料后进入主炉，零件在摆料时应符合表1的规定，在强渗阶段，840℃
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860℃保温240
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高碳铬轴承钢制轴承零件碳氮共渗工艺，其特征在于，所述工艺包括以下处理步骤：(1) 碳氮共渗；碳氮共渗包括预碳氮共渗和空冷；(2) 淬火；(3) 回火。2.根据权利要求1所述的一种高碳铬轴承钢制轴承零件碳氮共渗工艺，其特征在于：所述第(1)步骤中的预碳氮共渗和空冷是在一台含碳氮共渗主炉和空冷室的多用炉中进行的。3.根据权利要求2所述的一种高碳铬轴承钢制轴承零件碳氮共渗工艺，其特征在于：所述的第(1)步骤中的预碳氮共渗包括在强渗阶段，840℃
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860℃保温240
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270min，碳势1.15%
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1.20%，NH3流量2.0
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2.5NL/min；在扩散阶段，温度保持不变，840℃
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860℃保温120
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150min，碳势1.0%，NH3流量2.0
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2.5NL/min。4.根据权利要求3所述的一种高碳铬轴承钢制轴承零件碳氮共渗工艺，其特征在于：所述的第(1)步骤中轴承零件备料后在多用炉主炉中进行碳氮共渗。5.根据权利要求2所述的一种高碳铬轴承钢制轴承零件碳氮共渗工艺，其特征在于：所述的第(1)步骤中的空冷在空冷室中进行，包括冷却120min，温度从840...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊启刚，王帅，曾志鹏，于潇潇，尚松锋，刘鹏，
申请(专利权)人：襄阳汽车轴承股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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