一种基于脉冲磁场的轴承钢球化退火方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于脉冲磁场的轴承钢球化退火方法及系统，涉及轴承钢热处理领域，具体步骤为：炉温预热：将退火炉预热至780～810摄氏度，恒温保持；轴承钢加热：将轴承钢样品送入退火炉，并施加脉冲磁场，同时计时；第一次冷却：将退火炉炉温冷却至700～730摄氏度，恒温保持，同时计时；第二次冷却：将退火炉炉温冷却至650摄氏度，取出轴承钢样品，进行空冷；本申请利用脉冲磁场与热场耦合方式加快碳化物的溶解，大幅的缩短球化退火热处理时间；极大地提高生产效率，使产品生产周期变短；且利用脉冲磁场处理后的球化组织，组织均匀，球化度高，为球化退火后续的淬回火方法提供了良好的组织准备。的组织准备。的组织准备。

【技术实现步骤摘要】
一种基于脉冲磁场的轴承钢球化退火方法及系统


[0001]本专利技术涉及轴承钢热处理
，更具体的说是涉及一种基于脉冲磁场的轴承钢球化退火方法及系统。

技术介绍

[0002]在球化退火过程中，大致可以分为两个阶段，一是奥氏体化阶段，在此过程中，晶界处的网状碳化物和晶内片状的碳化物不完全溶解在铁素体中，溶解的过多，不利于足够残留碳化物的数量作为随后冷却过程中珠光体离异共析转变的核心，溶解的过少，随后冷却过程中珠光体碳化物颗粒大小差异大，均匀性差，网状碳化物没有溶解对最终成品的疲劳性能影响较大。
[0003]采用传统方法在略高于Ac1的温度(GCr15为780℃
‑
810℃)保温后随炉缓慢冷却(25℃/每小时)至650℃以下出炉空冷。若冷速太快，碳化物比较细小弥散，硬度较高，太慢则碳化物聚集长大，硬度较低。该方法热处理时间长(20h以上)，且退火后碳化物的颗粒不均匀，影响以后的冷加工及最终淬回火的组织和性能。另一种方法是采用在加热(780℃
‑
820℃)后快冷至Ac1下某一温度范围内(690℃
‑
720℃)进行等温，在等温过程中完成奥氏体向铁素体和碳化物的转变，转变完成后可直接出炉空冷。该方法热处理时间虽然变短，但也需要8h左右。
[0004]因此，研发一种能够大幅的缩短球化退火热处理时间的退火方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种基于脉冲磁场的轴承钢球化退火方法及系统，克服了上述缺陷。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种基于脉冲磁场的轴承钢球化退火方法，具体步骤为：
[0008]炉温预热：将退火炉预热至780～810摄氏度，恒温保持；
[0009]轴承钢加热：将轴承钢样品送入退火炉，并施加脉冲磁场，使得轴承钢样品中的碳化物溶解到机体铁素体中；并在施加脉冲磁场的同时计时；
[0010]第一次冷却：将退火炉炉温冷却至700～730摄氏度，恒温保持，同时计时；
[0011]第二次冷却：将退火炉炉温冷却至650摄氏度，取出轴承钢样品，进行空冷。
[0012]可选的，轴承钢加热的步骤中，脉冲磁场的参数为：磁场强度在10～50mT，占空比20～60％，频率20～60Hz，平均电流20～60A。
[0013]可选的，轴承钢加热的步骤中，处理时长为30min。
[0014]可选的，在第一次冷却步骤中，保温时间为100～140min。
[0015]一种基于脉冲磁场的轴承钢球化退火系统，包括控制装置、磁场装置、采集装置、计时装置、加热装置；
[0016]所述磁场装置，用于提供脉冲磁场；
[0017]所述采集装置，用于采集温度信息以及脉冲磁场信息；
[0018]所述计时装置，用于对轴承钢样品球化退火方法各个步骤的时间计量；
[0019]所述加热装置，用于对退火炉进行加热；
[0020]所述控制装置，用于接收信息并处理，发送对应动作指令。
[0021]可选的，所述脉冲磁场信息包括磁场强度、脉冲波形、频率、电流。
[0022]可选的，还包括冷却装置，用于对所述磁场装置进行降温。
[0023]可选的，所述磁场装置为线圈。
[0024]可选的，线圈为实心铜线圈或空心铜线圈。
[0025]可选的，还包括传输装置，用于轴承钢样品在退火炉的出入。
[0026]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开了一种基于脉冲磁场的轴承钢球化退火方法及系统，利用脉冲磁场与热场耦合方式加快碳化物的溶解，大幅的缩短球化退火热处理时间，使球化退火热处理时间不超过4h；极大地提高生产效率，使产品生产周期变短；且利用脉冲磁场处理后的球化组织，组织均匀，球化度高，为球化退火后续的淬回火方法提供了良好的组织准备。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0028]图1为本专利技术的方法流程示意图；
[0029]图2为本专利技术的方法流程折线图；
[0030]图3(a)为样品一的扫描电镜图；图3(b)为样品二的扫描电镜图；图3(c)为样品三的扫描电镜图。
具体实施方式
[0031]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。
[0032]实施例1
[0033]本专利技术实施例公开了一种基于脉冲磁场的轴承钢球化退火方法及系统，包括一种基于脉冲磁场的轴承钢球化退火方法以及一种基于脉冲磁场的轴承钢球化退火系统；
[0034]其中，一种基于脉冲磁场的轴承钢球化退火方法的具体步骤如图1和图2所示，包括：
[0035]步骤1：炉温预热：将退火炉预热至780～810摄氏度，关闭炉门，保持恒温；
[0036]步骤2、轴承钢加热：打开炉门，将轴承钢样品送入退火炉，关闭炉门的同时并施加脉冲磁场，同时计时；磁场参数为磁场强度在10～50mT，占空比20～60％，频率20～60Hz，平
均电流20～60A；
[0037]步骤3、第一次冷却：20～60min后将退火炉炉温冷却至700～730摄氏度，保持恒温，同时计时；
[0038]步骤4、第二次冷却：100～140min后将退火炉炉温冷却至650摄氏度，取出轴承钢样品，进行空冷。
[0039]其中，轴承钢：本实施例中所述的轴承钢牌号为常用的GCr15，即C含量1％左右，Cr含量1.5％左右，Si含量0.29％左右，Mn含量0.31％左右，P含量0.014％左右，S含量0.003％，余量为Fe。
[0040]球化退火：本实施例中所述的轴承钢球化退火的目的，一是降低硬度，有利于切削加工；二是获得铁素体基体上均匀分布细小、圆整的碳化物颗粒的组织，为最终热处理做好组织准备。碳化物的形状、大小、数量和分布对最终性能影响很大，而碳化物的组织形态是很难由最后的淬火和回火改变的，因为淬火时有相当一部分碳化物不能溶解，它们的组织形态基本上仍是由球化退火决定的，所以应对球化退火方法进行严格控制。
[0041]脉冲磁场：本实施例中所述的脉冲磁场采用电流，电压，频率，占空比可控的脉冲电源，作用在不同匝数的线圈上所产生的磁场。
[0042]在图2中Ac1为钢加热时奥氏体化温度；Accm为钢加热时二次渗碳体完全溶入奥氏体的温度。
[0043]一种基于脉冲磁场的轴承钢球化退火系统，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于脉冲磁场的轴承钢球化退火方法，其特征在于，具体步骤为：炉温预热：将退火炉预热至780～810摄氏度，恒温保持；轴承钢加热：将轴承钢样品送入退火炉，并施加脉冲磁场，同时计时；第一次冷却：将退火炉炉温冷却至700～730摄氏度，恒温保持，同时计时；第二次冷却：将退火炉炉温冷却至650摄氏度，取出轴承钢样品，进行空冷。2.根据权利要求1所述的一种基于脉冲磁场的轴承钢球化退火方法，其特征在于，轴承钢加热的步骤中，脉冲磁场的参数为：磁场强度在10～50mT，占空比20～60％，频率20～60Hz，平均电流20～60A。3.根据权利要求1或2所述的一种基于脉冲磁场的轴承钢球化退火方法，其特征在于，轴承钢加热的步骤中，处理时长为30min。4.根据权利要求1或2所述的一种基于脉冲磁场的轴承钢球化退火方法，其特征在于，在第一次冷却步骤中，保温时间为100～140min。5.一种基于脉冲磁场的轴承钢球化退火系统，其特征在于，包括控制装置、磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢港生，申丽娟，邢淑清，麻永林，陈重毅，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：发明
国别省市：