【技术实现步骤摘要】
本申请涉及轴承制造领域，尤其涉及一种高碳铬轴承多重异构组织极端性能成形制造方法。
技术介绍
1、轴承是航空、航天、工业母机等高端装备核心构件，直接决定着装备的使用性能。随着高端装备使用工况复杂化和性能极端化，轴承面临更加高速、重载、冲击等恶劣工况，要求轴承兼顾超高耐磨和优良韧性，如何实现高碳铬轴承耐磨/韧性协同制造成为亟待解决的国际难题。
2、面向极端高速条件下轴承表面超高耐磨的要求，现有制造常采用表面化学处理进行表面调控，虽有效提升表面硬度和耐磨性但轴承基体韧性无法提升；面向极端冲击条件下轴承基体良好韧性的要求，现有制造通过等温淬火热处理引入韧性相贝氏体进行调控，虽有效提升轴承韧性但这将导致轴承表面硬度降低。可见，上述两种现有调控手段获得的高碳铬轴承组织状态难以兼顾表面超高耐磨和基体良好韧性协同提升。
3、因此，亟需一种高碳铬轴承多重异构组织极端性能成形制造方法。
技术实现思路
1、本申请提供一种高碳铬轴承多重异构组织极端性能成形制造方法，解决了现有调控手段获得的高碳铬轴承组织状态难以兼顾表面超高耐磨和基体良好韧性协同提升的问题。
2、在本申请的第一方面提供了一种高碳铬轴承多重异构组织极端性能成形制造方法，方法包括：响应于针对轧制环件的多重异构组织构筑操作，在轧制过程中采用径向-轴向轧制引入轧制环件对应的梯度应变状态；采用碳氮共渗热处理引入轧制环件对应的梯度成分；采用马贝分级淬火引入轧制环件对应的梯度相组织；根据梯度应变状态、梯度成分以及梯度相
3、可选地，采用径向-轴向轧制引入轧制环件对应的梯度应变状态，具体包括：控制芯辊按照预设径向进给速度进行进给运动，以控制轧制环件的壁厚；控制锥辊按照预设轴向进给速度进行给经运动，以控制轧制环件的高度；在轧制过程中根据预设径向进给速度和预设轴向进给速度，诱导梯度应变状态。
4、可选地，根据如下公式计算预设径向进给速度和预设轴向进给速度：
5、
6、其中，vr为预设径向进给速度，n1为驱动轴转速，r1为驱动辊工作半径，δhr为芯辊每转动一圈时，轧制环件的壁厚减小量，δha为锥辊每转动一圈时，轧制环件的高度减小量，r为轧制环件在轧制过程中的瞬时外半径。
7、可选地，采用碳氮共渗热处理引入轧制环件对应的梯度成分，具体包括：将轧制环件装入碳氮共渗炉，并通过加入保护气体以排除碳氮共渗炉中空气；根据碳势和轧制环件的工件尺寸确定碳氮共渗炉中的氨气流量；获取预设共渗温度和目标渗入深度，并根据氨气流量、预设共渗温度以及碳势计算轧制环件对应的碳氮共渗时间；根据预设共渗温度和碳氮共渗时间对轧制环件进行碳氮共渗热处理，以引入轧制环件对应的梯度成分。
8、可选地，在将轧制环件装入碳氮共渗炉，并通过加入保护气体以排除碳氮共渗炉中空气之前，方法还包括：对轧制环件进行预处理，预处理包括环件表面清洁和设备检测，环件表面清洁包括环件表面毛刺清洁和环件表面油污清洁，设备检测包括温度仪表检测和流量计检测；将进行预处理后的轧制环件装入碳氮共渗炉，并通过加入保护气体以排除碳氮共渗炉中空气。
9、可选地，根据碳势和轧制环件的工件尺寸确定碳氮共渗炉中的氨气流量，具体包括：根据如下公式计算氨气流量：
10、qnh3＝k1×a×t；
11、其中，qnh3为氨气流量，k1为第一修正系数，第一修正系数根据轧制环件的工件材料类型进行确定，取值区间为[0.2,0.5]，a为轧制环件的表面积，t为碳氮共渗时间。
12、可选地，获取预设共渗温度和目标渗入深度，并根据氨气流量、预设共渗温度以及碳势计算轧制环件对应的碳氮共渗时间，具体包括：根据如下公式计算碳氮共渗时间：
13、
14、其中，t为碳氮共渗时间，d为目标渗入深度，a为轧制环件的表面积，k2为第二修正系数，第二修正系数根据轧制环件的工件材料类型进行确定，取值区间为[0.01,0.03]，t为预设共渗温度，为氨气流量，cp为碳势，碳势根据轧制环件的工件尺寸进行确定，取值区间为[1％,1.3％]。
15、可选地，采用马贝分级淬火引入轧制环件对应的梯度相组织，具体包括：设置奥氏体化温度和奥氏体化时间，并根据奥氏体化温度和奥氏体化时间，将轧制环件放置于高温箱式炉中进行奥氏体化处理；设置等温淬火时间和等温淬火温度，并根据等温淬火时间和等温淬火温度，将轧制环件放置于低温盐浴炉中进行等温淬火处理；根据奥氏体化处理和等温淬火处理引入轧制环件对应的梯度相组织。
16、可选地，设置奥氏体化温度和奥氏体化时间，具体包括：根据如下公式计算奥氏体化温度和奥氏体化时间：
17、
18、其中，奥氏体化温度包括亚共析钢奥氏体化温度和共析钢及过共析钢奥氏体化温度，ta1为亚共析钢奥氏体化温度，ta2为共析钢及过共析钢奥氏体化温度，ac1为奥氏体转变起始温度，ac2为奥氏体转变终止温度，t为预设温度区间，取值区间为[30℃,50℃]，d为轧制环件的有效厚度，s1为加热系数，当轧制环件为碳素钢及合金钢时，加热系数的取值区间为[1,1.5]，当轧制环件为高速钢及合金钢时，加热系数的取值区间为[0.3,0.5]，s2为装炉修正系数，装炉修正系数的取值区间为[1,2]。
19、可选地，设置等温淬火时间和等温淬火温度，具体包括：根据轧制环件的硬度，并通过如下公式计算等温淬火时间：
20、
21、其中，tb为等温淬火时间，kb为等温淬火时间修正系数，等温淬火时间修正系数的取值区间为[1,2]，d为轧制环件的有效厚度，hrc为轧制环件在进行等温淬火处理之后的硬度，hrc0为轧制环件在进行等温淬火处理之前的硬度；根据轧制环件的工件材料类型，并通过如下公式计算等温淬火温度：
22、tb＝670-270c-90mn-37ni-70cr-83mo；
23、其中，tb为等温淬火温度，公式中的合金元素c、mn、cr、mo为轧制环件中的元素含量占比。
24、本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
25、1、在轧制过程中采用径向-轴向轧制引入所述轧制环件对应的梯度应变状态，以细化轧制环件表面晶粒，并采用碳氮共渗热处理引入所述轧制环件对应的梯度成分，之后采用马贝分级淬火引入所述轧制环件对应的梯度相组织，从而根据所述梯度应变状态、所述梯度成分以及所述梯度相组织，进而在轧制环件构筑多重异构组织，满足轴承服役工况条件极端化下对极端性能的需求，从而兼顾表面超高耐磨和基体良好韧性协同提升。
26、2、梯度应变状态促进了碳氮的渗入，通过化学热处理在轧制环件表面形成了合理碳氮梯度成分分布；化学热处理在轧制环件表层引入了碳氮化合物，获得高硬度高耐磨轧制环件表面；同时碳氮梯度分布为马贝分级淬火引入梯度组织提供有利条件。
27、3、在轧制环件表面碳氮梯度成分分布条本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高碳铬轴承多重异构组织极端性能成形制造方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用径向-轴向轧制引入所述轧制环件对应的梯度应变状态，具体包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据如下公式计算所述预设径向进给速度和所述预设轴向进给速度：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用碳氮共渗热处理引入所述轧制环件对应的梯度成分，具体包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述将所述轧制环件装入碳氮共渗炉，并通过加入保护气体以排除所述碳氮共渗炉中空气之前，所述方法还包括：
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据碳势和所述轧制环件的工件尺寸确定所述碳氮共渗炉中的氨气流量，具体包括：
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取预设共渗温度和目标渗入深度，并根据所述氨气流量、所述预设共渗温度以及所述碳势计算所述轧制环件对应的碳氮共渗时间，具体包括：
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用马贝分级淬火引
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述设置奥氏体化温度和奥氏体化时间，具体包括：
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述设置等温淬火时间和等温淬火温度，具体包括：
...【技术特征摘要】
1.一种高碳铬轴承多重异构组织极端性能成形制造方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用径向-轴向轧制引入所述轧制环件对应的梯度应变状态，具体包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据如下公式计算所述预设径向进给速度和所述预设轴向进给速度：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用碳氮共渗热处理引入所述轧制环件对应的梯度成分，具体包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述将所述轧制环件装入碳氮共渗炉，并通过加入保护气体以排除所述碳氮共渗炉中空气之前，所述方法还包括：
6.根据权利...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。