專利名稱：GCr15軸承鋼的熱處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域：

　　本發(fā)明涉及一種鋼材料的熱處理工藝，尤其是一種GCrl5軸承鋼的熱處理方法。

　　背景技術(shù)：

　　GCr15軸承鋼是一種合金含量較少的高碳鉻軸承鋼，因其經(jīng)過(guò)淬火加回火后具有高而均勻的硬度、良好的耐磨性、高的接觸疲勞性能而廣泛的應(yīng)用于各類軸承。目前，傳統(tǒng)的軸承加工工藝是在GCrl5軸承鋼毛還棒料進(jìn)行粗加工之前先進(jìn)行包括淬火步驟與高溫回火步驟的調(diào)質(zhì)處理工序，之后再對(duì)加工成的零件進(jìn)行淬火和低溫回火等步驟。但是，在傳統(tǒng)的的軸承的加工工藝中，通常在調(diào)質(zhì)處理工序中毛坯棒料會(huì)產(chǎn)生了形狀不規(guī)則的淬火裂紋，有的淬火裂紋甚至貫穿整個(gè)毛坯棒料。此外，傳統(tǒng)的的軸承的加工工藝還容易產(chǎn)生殘余奧氏體，使得軸承在使用運(yùn)行過(guò)程中容易出現(xiàn)殘余奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變，造成軸承體積膨脹而形成內(nèi)應(yīng)力，從而出現(xiàn)軸承的尺寸不穩(wěn)定，導(dǎo)致軸承的壽命變短。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的在于，提供一種GCrl5軸承鋼熱處理方法，有利于提高軸承的尺寸穩(wěn)定性并延長(zhǎng)軸承的使用壽命。本發(fā)明提供一種GCr 15軸承鋼的熱處理方法，在加工GCr 15軸承鋼坯料制成零件之前先進(jìn)行球化退火步驟；然后對(duì)制成的零件進(jìn)行淬火步驟和第一次低溫回火步驟；在淬火步驟和第一次低溫回火步驟之后，對(duì)零件進(jìn)行冷處理步驟；并對(duì)經(jīng)冷處理步驟的零件進(jìn)行第二次低溫回火步驟。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明GCrl5軸承鋼的熱處理方法在加工GCrl5軸承鋼坯料制成零件之前先通過(guò)球化退火步驟可充分消除網(wǎng)狀二次滲碳體并使碳化物分布變得均勻，且能使片狀珠光體發(fā)·生球化效應(yīng)，消除了 GCrl5軸承鋼坯料的組織缺陷，有效防止了裂紋的產(chǎn)生。此外，本發(fā)明GCrl5軸承鋼的熱處理方法通過(guò)在淬火步驟和第一次低溫回火步驟之后進(jìn)行冷處理步驟，可以使淬火步驟與第一次低溫回火步驟后形成的殘余奧氏體幾乎全部轉(zhuǎn)變成馬氏體，因此可進(jìn)一步避免軸承零件產(chǎn)生微裂紋，并提高軸承零件的尺寸穩(wěn)定性，從而延長(zhǎng)GCrl5軸承零件的使用壽命。上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉實(shí)施例，詳細(xì)說(shuō)明如下。

　　圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的GCrl5軸承鋼的熱處理方法的流程圖。圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例的GCrl5軸承鋼的熱處理方法的流程圖。110、210:球化退火步驟120、220:粗加工步驟130、230:淬火步驟 140、240:第一次低溫回火步驟

　　150、250:冷處理步驟 160、260:第二次低溫回火步驟170、270:精加工步驟 180、280:穩(wěn)定化熱處理步驟212:第一次球化退火步驟 214:第二次球化退火步驟

　　具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的GCrl5軸承鋼的熱處理方法的具體實(shí)施方式

　　、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如下。有關(guān)本發(fā)明的前述及其它技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參考圖式的較佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中將可清楚呈現(xiàn)。通過(guò)具體實(shí)施方式

　　的說(shuō)明，當(dāng)可對(duì)本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效得以更加深入且具體的了解，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的GCrl5軸承鋼的熱處理方法的流程圖。在本實(shí)施例中，是利用GCrl5軸承鋼毛坯料經(jīng)過(guò)一系列的熱處理和加工工序制成軸承零件。GCr 15軸承鋼的主要成分含量包括質(zhì)量百分比1.40% 1.65%的鉻(Cr)，0.95% 1.05%的碳(C)，

　　0.25% 0.45% 的錳(Μη)，0.15% 0.35% 的硅(Si)。請(qǐng)參閱圖1，GCr 15軸承鋼的熱處理方法，首先是對(duì)GCr 15軸承鋼坯料進(jìn)行球化退火步驟110。在本實(shí)施例中，GCrl5軸承鋼坯料例如是尺寸為Φ50Χ200的GCrl5軸承鋼毛坯棒料。球化退火步驟110首先將GCrl5軸承鋼坯料加熱到為780 820°C后進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為I 3小時(shí)，然后再在爐內(nèi)冷卻并降溫到680 700°C并保溫，保溫時(shí)間為I 3小時(shí)，接著將GCrl5軸承鋼坯料再升溫至780 820°C后進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為I 3小時(shí)，之后再在爐內(nèi)冷卻至600°C以下，并出爐空冷。通過(guò)球化退火步驟110，一方面可以降低GCrl5軸承鋼坯料的硬度，以使GCrl5軸承鋼坯料的硬度可控制在160 200布氏硬度(HB)，另一方面也可以獲得均勻分布的細(xì)粒狀珠光體，為后續(xù)的淬火等步驟做好準(zhǔn)備。在球化退火步驟110之后，進(jìn)行加工步驟120，在本實(shí)施例中，GCrl5軸承鋼坯料經(jīng)過(guò)粗加工制成零件例如是軸承。然后，對(duì)經(jīng)過(guò)加工步驟120制成的零件直接進(jìn)行淬火步驟130和第一次低溫回火步驟140。本實(shí)施例中，淬火步驟130是在真空條件下進(jìn)行，淬火介質(zhì)例如為油，淬火溫度是830 850°C。第一次低溫回火步驟140是對(duì)經(jīng)過(guò)淬火步驟130的零件進(jìn)行的，回火溫度為160 180°C，回火保溫時(shí)間為4 6小時(shí)，出爐后空冷。需要注意的是，保溫時(shí)間可根據(jù)零件的大小和裝爐量而定，只要保溫時(shí)間上能保證零件熱透即可。在淬火步驟130和第一次低溫回火步驟140之后，直接對(duì)零件進(jìn)行冷處理步驟150，冷處理步驟150是直接將零件降溫冷卻至-50 -130°C。通過(guò)冷處理步驟150，可以使淬火步驟130與第一次低溫回火步驟140后形成的殘余奧氏體幾乎全部轉(zhuǎn)變成了馬氏體，因此避免了零件產(chǎn)生微裂紋和時(shí)效變形現(xiàn)象，有利于提高軸承零件的尺寸穩(wěn)定性，從而延長(zhǎng)GCrl5軸承零件的使用壽命。接著，對(duì)經(jīng)冷處理步驟150的零件進(jìn)行第二次低溫回火步驟160。第二次低溫回火步驟160可與第一次低溫回火步驟140的工藝一致。本實(shí)施例中，第二次低溫回火步驟160與第一次低溫回火步 驟140的工藝略有不同，第二次低溫回火步驟160的回火溫度為120 150°C，保溫時(shí)間為4 6小時(shí)，出爐后空冷。第二次低溫回火步驟160有利于消除零件表面的殘余應(yīng)力。需要注意的是，在第二次低溫回火步驟160之后，可進(jìn)行精加工步驟170。在精加工步驟170之后，可對(duì)零件進(jìn)行穩(wěn)定化熱處理步驟180。本實(shí)施例中，穩(wěn)定化熱處理步驟180是加熱零件至熱處理溫度為120 150°C并保溫4 6小時(shí)，之后出爐后空冷。通過(guò)穩(wěn)定化熱處理步驟180，可消除精加工步驟170中產(chǎn)生的熱應(yīng)力。經(jīng)過(guò)上述步驟之后，即完成了零件例如軸承的熱處理及加工制作，即可入庫(kù)備用。圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例的GCrl5軸承鋼的熱處理方法的流程圖。請(qǐng)參閱圖2，本實(shí)施例中，GCrl5軸承鋼的熱處理方法包括球化退火步驟210，加工步驟220，淬火步驟230、第一次低溫回火步驟240，冷處理步驟250，第二次低溫回火步驟260、精加工步驟270以及穩(wěn)定化熱處理步驟280。第二實(shí)施例的GCr 15軸承鋼的熱處理方法與第一實(shí)施例的GCr 15軸承鋼的熱處理方法大致相同，二者的卻別在于，第二實(shí)施例的GCrl5軸承鋼的熱處理方法的球化退火步驟210包括連續(xù)進(jìn)行的第一次球化退火步驟212以及第二次球化退火步驟214。第一次球化退火 步驟212是先GCrl5軸承鋼坯料加熱到為780 820°C后保溫I 3小時(shí)，然后在爐內(nèi)冷卻到680 700°C并保溫I 3小時(shí)，之后將GCrl5軸承鋼坯料再升溫至780 820°C后保溫I 3小時(shí)，然后再在爐內(nèi)冷卻至600°C以下并出爐空冷。第二次球化退火步驟214在第一次球化退火步驟212之后進(jìn)行，與第一次球化退火步驟212相同，在此不再贅述。本實(shí)施例中，進(jìn)行二次球化退火有助于更好的充分消除了網(wǎng)狀二次滲碳體并使碳化物分布變得均勻，且能使片狀珠光體發(fā)生球化效應(yīng)，消除了 GCrl5軸承鋼坯料的組織缺陷。綜上所述，本發(fā)明GCr 15軸承鋼的熱處理方法在加工GCr 15軸承鋼坯料制成零件之前先通過(guò)球化退火步驟可充分消除網(wǎng)狀二次滲碳體并使碳化物分布變得均勻，且能使片狀珠光體發(fā)生球化效應(yīng)，消除了 GCrl5軸承鋼坯料的組織缺陷，有效防止了裂紋的產(chǎn)生。此夕卜，本發(fā)明GCrl5軸承鋼的熱處理方法通過(guò)在淬火步驟和第一次低溫回火步驟之后進(jìn)行冷處理步驟，可以使淬火步驟與第一次低溫回火步驟后形成的殘余奧氏體幾乎全部轉(zhuǎn)變成馬氏體，因此可進(jìn)一步避免軸承零件產(chǎn)生微裂紋，并提高軸承零件的尺寸穩(wěn)定性，從而延長(zhǎng)GCr15軸承零件的使用壽命，改善軸承零件的綜合性能。以上所述，僅是本發(fā)明的實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。

　　權(quán)利要求

　　1.一種GCrl5軸承鋼的熱處理方法，其特征在于，其包括: 在加工GCrl5軸承鋼坯料制成零件之前進(jìn)行球化退火步驟； 對(duì)該零件進(jìn)行淬火步驟和第一次低溫回火步驟； 在該淬火步驟和該第一次低溫回火步驟之后，對(duì)該零件進(jìn)行冷處理步驟；以及 對(duì)經(jīng)該冷處理步驟的該零件進(jìn)行第二次低溫回火步驟。

　　2.如權(quán)利要求1所述的GCrl5軸承鋼的熱處理方法，其特征在于，該球化退火步驟是先將該GCrl5軸承鋼坯料加熱到780 820°C后保溫I 3小時(shí)，然后再爐內(nèi)冷卻到680 700°C并保溫I 3小時(shí)，之后將該GCrl5軸承鋼坯料再升溫至780 820°C后保溫I 3小時(shí)，然后再爐內(nèi)冷卻至600°C以下并出爐空冷。

　　3.如權(quán)利要求1所述的GCrl5軸承鋼的熱處理方法，其特征在于，該球化退火步驟包括連續(xù)進(jìn)行的第一次球化退火步驟以及第二次球化退火步驟，該第一次球化退火步驟以及該第二次球化退火步驟分別是先將該GCrl5軸承鋼坯料加熱到為780 820°C后保溫I 3小時(shí)，然后再爐內(nèi)冷卻到680 700°C并保溫I 3小時(shí)，之后將該GCrl5軸承鋼坯料再升溫至780 820°C后保溫I 3小時(shí)，然后再爐內(nèi)冷卻至600°C以下并出爐空冷。

　　4.如權(quán)利要求1所述的GCrl5軸承鋼的熱處理方法，其特征在于，該淬火步驟的淬火溫度是830 850°C，淬火介質(zhì)為淬火油。

　　5.如權(quán)利要求1所述的GCrl5軸承鋼的熱處理方法，其特征在于，該第一次低溫回火步驟的回火溫度為160 180°C，保溫時(shí)間為4 6小時(shí)。

　　6.如權(quán)利要求1所述的GCrl5軸承鋼的熱處理方法，其特征在于，該冷處理步驟為將該零件降溫冷卻至-50 -130°C。·

　　7.如權(quán)利要求1所述的GCrl5軸承鋼的熱處理方法，其特征在于，該第二次低溫回火步驟的回火溫度為120 150°C，保溫時(shí)間為2 4小時(shí)。

　　8.如權(quán)利要求1所述的GCrl5軸承鋼的熱處理方法，其特征在于，在該第二次低溫回火步驟之后，更包括對(duì)該零件進(jìn)行精加工步驟。

　　9.如權(quán)利要求8所述的GCrl5軸承鋼的熱處理方法，其特征在于，在該精加工步驟之后，更包括對(duì)該零件進(jìn)行穩(wěn)定化熱處理步驟。

　　10.如權(quán)利要求9所述的軸承鋼熱處理方法，其特征在于，該穩(wěn)定化熱處理步驟是加熱該零件至熱處理溫度120 150°C，保溫4 6小時(shí)后出爐后空冷。

　　全文摘要

　　一種GCr15軸承鋼的熱處理方法，在加工GCr15軸承鋼坯料制成零件之前先進(jìn)行球化退火步驟；再對(duì)制成的零件進(jìn)行淬火步驟和第一次低溫回火步驟；在淬火步驟和第一次低溫回火步驟之后，對(duì)零件進(jìn)行冷處理步驟；并對(duì)經(jīng)冷處理步驟的零件進(jìn)行第二次低溫回火步驟。此GCr15軸承鋼的熱處理方法可提高軸承零件的尺寸穩(wěn)定性，延長(zhǎng)軸承零件的使用壽命。

　　文檔編號(hào)C21D1/32GK103233101SQ20131012072

　　公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月8日

　　發(fā)明者郭秋彥, 陳倩, 李莉, 劉強(qiáng), 楊安志, 趙福全 申請(qǐng)人:江蘇吉利汽車研究院有限公司杭州分公司, 江蘇吉利汽車研究院有限公司, 江蘇吉利控股集團(tuán)有限公司