大型厚壁高温轴承钢轴承套圈的热处理工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种大型厚壁高温轴承钢轴承套圈的热处理工艺，通过将热处理工艺的工序进行摸索和流程调整，得到一种新的热处理工艺，首先在加热处理工序前增加去应力退火工序，有效小鼠锻造和车加工的应力，在冷处理之前进行一次高温回火，有效减少冷处理的组织转变应力，并将淬火由油淬改成气淬，减少淬火过程的应力，在轴承技术领域内，应用本发明专利技术的热处理工艺所生产的大型厚壁高温轴承钢轴承套圈，开裂倾向大大减少，机体轴承的可靠性和寿命大大提高，对于中国的航空事业也起着积极的推动作用。推动作用。推动作用。

【技术实现步骤摘要】
大型厚壁高温轴承钢轴承套圈的热处理工艺


[0001]本专利技术涉及热处理工艺
，尤其涉及大型厚壁高温轴承钢轴承套圈的热处理工艺。

技术介绍

[0002]随着航空发动机主轴轴承的服役工况愈发恶劣，轴承在工作时承受着极大的压力和摩擦力，对材料性能的和热处理要求也越来越高，不仅要求轴承钢在高温下有高而均匀的硬度和耐磨性，还要有一定的韧性以保证较高的疲劳寿命。目前，在轴承制造
中，大型厚壁轴承套圈选用的材料是Cr4Mo4V，该材料是耐高温轴承钢，具有耐高温，抗疲劳，高硬度的特点。
[0003]中国专利CN202210494508.6公开了Cr
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Mo
‑
Co
‑
W高温轴承钢及其制备方法，Cr
‑
Mo
‑
Co
‑
W高温轴承钢的原料包括：0.75wt％～0.90wt％的C；0.16wt％～0.6wt％的Si；0.15wt％～0.35wt％的Mn；3.75wt％～4.75wt％的Cr；3.75wt％～4.50wt％的Mo；0.80wt％～2.00wt％的V；1.5wt％～5.2wt％的Co和W的总和；余量为Fe和不可避免的杂质。由此，该高温轴承钢的使用温度和高温性能得以提高，同时提高了轴承钢的疲劳寿命。
[0004]通常高温轴承钢使用的轴承套圈尺寸一般比较小，外径尺寸一般小于200mm，壁厚一般小于10mm，典型的热处理工艺方法是：加热
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油淬
‑
冷处理
>‑
低温回火
‑
高温回火—高温回火—高温回火。该热处理工艺路线经过多年的热处理工艺验证在小型轴承套圈的使用是不会产生轴承套圈开裂的。
[0005]但针对大型厚壁高温轴承钢轴承套圈，轴承套圈尺寸外径尺寸达到540mm，有效壁厚达到45mm，若按照常规的高温轴承钢的热处理工艺方法进行热处理时，热处理后套圈产生的开裂，导致套圈整批报废。通过对产生裂纹的原因进行分析，主要原因是大型厚壁高温轴承钢轴承套圈比小型壁薄的轴承套圈在热处理过程中产生的应力要大的多，如果没有去应力退火，采用油淬火的淬火应力较大，淬火后继续冷处理更加大的热处理后淬火应力，导致轴承套圈的淬火应力过大造成开裂，所以需要采用新的热处理工艺才能到达减少热处理过程的淬火应力，减少轴承套圈的开裂倾向，该类大型壁厚高温轴承钢轴承套圈的热处理工艺还处于探索阶段。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术的不足之处，提供大型厚壁高温轴承钢轴承套圈的热处理工艺，通过将热处理工艺的工序进行摸索和流程调整，得到一种新的热处理工艺，首先在加热处理工序前增加去应力退火工序，有效消除锻造和车加工的应力，在冷处理之前进行一次高温回火，有效减少冷处理的组织转变应力，并将淬火由油淬改成气淬，减少淬火过程的应力，在轴承
内，应用本专利技术的热处理工艺所生产的大型厚壁高温轴承钢轴承套圈，开裂倾向大大减少，机体轴承的可靠性和寿命大大提高，对于中国的航空事业也起着积极的推动作用。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：大型厚壁高温轴承钢轴承套圈的热处理工艺，依次包括：去应力退火工序；加热工序；淬火工序；一次高温回火工序；冷处理工序；二次高温回火工序；三次高温回火工序。
[0008]作为优选，在去应力退火工序中，保温温度为600~700℃，保温时间为4~8h。
[0009]作为优选，在加热工序中，第一阶段保温温度为620~680℃，控制炉内升温速率为8~10℃/min，第二阶段保温温度为820~880℃，控制炉内升温速率为8~10℃/min，第三阶段保温温度为1080~1120℃，控制炉内升温速率为5~8℃/min。
[0010]作为优选，其中淬火工序采用气体淬火。
[0011]作为优选，在淬火工序中，冷却速率为100~150℃/min。
[0012]作为优选，在一次高温回火工序中，以5~8℃/min的速率升温至500~600℃，保温2.0~4.0h后，将轴承套圈取出炉外，进行空气冷却，冷却到室温。
[0013]作为优选，在冷处理工序中，以3~5℃/min的速率冷却至
‑
65~
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85℃，保温1.0~2.5h后，将轴承套圈取出炉外，恢复到室温。
[0014]作为优选，在二次高温回火工序中，以5~8℃/min的速率升温至500~600℃，保温2.0~4.0h，将轴承套圈取出炉外，进行空气冷却，冷却到室温。
[0015]作为优选，在三次高温回火工序中，以5~8℃/min的速率升温至500~600℃，保温2.0~4.0h，将轴承套圈取出炉外，进行空气冷却，冷却到室温。
[0016]本专利技术的有益效果在于：本专利技术针对高温轴承钢8Cr4Mo4V的热处理组合工艺，该轴承钢的使用场合要求耐高温，且轴承套圈材料的有效壁厚在目前轴承行业内是最厚的，为此，本专利技术通过将热处理工艺的工序进行摸索和流程调整，首先在加热处理工序前增加去应力退火工序，有效消除锻造和车加工的应力，在冷处理之前进行一次高温回火，有效减少冷处理的组织转变应力；此外，通过将淬火由油淬改成气淬，减少淬火过程的应力。在轴承
内，应用本专利技术的热处理工艺所生产的大型厚壁高温轴承钢轴承套圈，开裂倾向大大减少，机体轴承的可靠性和寿命大大提高，对于中国的航空事业也起着积极的推动作用。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的工艺流程图；图2为淬火工序后的产品组织金相图；图3为一次高温回火工序后的产品组织金相图；图4为二次高温回火工序后的产品组织金相图；图5为三次高温回火工序后的产品组织金相图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、
ꢀ“
右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、
“ꢀ
顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、
ꢀ“
第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0020]实施例如图1所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.大型厚壁高温轴承钢轴承套圈的热处理工艺，其特征在于，依次包括：去应力退火工序：保温温度为600~700℃，保温时间为4~8h；加热工序；以及淬火工序。2.根据权利要求1所述的大型厚壁高温轴承钢轴承套圈的热处理工艺，其特征在于，在淬火工序之后，还依次包括：一次高温回火工序；冷处理工序；二次高温回火工序；三次高温回火工序。3.根据权利要求1所述的大型厚壁高温轴承钢轴承套圈的热处理工艺，其特征在于，在加热工序中，第一阶段保温温度为620~680℃，控制炉内升温速率为8~10℃/min，第二阶段保温温度为820~880℃，控制炉内升温速率为8~10℃/min，第三阶段保温温度为1080~1120℃，控制炉内升温速率为5~8℃/min。4.根据权利要求1所述的大型厚壁高温轴承钢轴承套圈的热处理工艺，其特征在于，其中淬火工序采用气体淬火。5.根据权利要求1所述的大型厚壁高温轴承钢轴承套圈的热处理工艺，其特征在于，在淬火工序中，冷却速率为100~150℃/min。6.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟东，李军，姜艳红，张力，叶炎光，李洪亮，王伟，周晓侠，
申请(专利权)人：中浙高铁轴承有限公司，
类型：发明
国别省市：