一种渗碳轴承钢及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种渗碳轴承钢及其制备方法，包括：按照双真空工艺制备轴承钢钢锭，并进行锻造处理，得到细晶渗碳轴承钢；将细晶渗碳轴承钢进行高温真空渗碳热处理，得到具有渗碳层厚度的渗碳轴承钢；将具有渗碳层厚度的渗碳轴承钢进行多级真空热处理，得到渗碳轴承钢。本发明专利技术通过提供合适的高温渗碳工艺，多级真空热处理等手段，提高晶粒度，提升材料断裂韧性，获得一种高表面硬度、抗裂纹扩展和高疲劳寿命的轴承钢。的轴承钢。的轴承钢。

【技术实现步骤摘要】
一种渗碳轴承钢及其制备方法


[0001]本专利技术属于热处理领域，特别涉及一种渗碳轴承钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，国内外常用的轴承钢有GCr15、M50、M50NiL和CSS
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42L。其中GCr15工作温度低，常低于150℃。而M50断裂韧性差，容易产生疲劳裂纹。M50NiL和CSS
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42L工作温度高，能够在350℃条件下保持稳定硬度和较好的韧性，因此被广泛应用于航空发动机轴承制造。
[0003]M50NiL为20世纪80年代研制成功，其疲劳寿命大概是M50钢的两倍，由于其优异的断裂韧性和硬度从而逐渐替代M50钢用于发动机关键零部件轴承的生产。目前，国内外对于该材料的研究热点主要分两类，一类是针对其失效机理的研究，另一类则是涉及其表面处理工艺，包括表面渗碳处理和各自复杂热处理操作对其使用性能的影响研究。M50NiL通过渗碳、多级热处理后，既能保证高温下的硬度以及疲劳强度，同时也能避免裂纹的产生，但是如何控制其碳化物的长大，尤其是避免渗碳过程中网状碳化物的形成对其应用至关重要。同时M50NiL热加工及热处理工艺流程较长，温度高，晶粒尺寸难以控制。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供如下方案：
[0005]一方面，本专利技术提供了一种渗碳轴承钢的制备方法，包括：
[0006]按照双真空工艺制备轴承钢钢锭，并进行锻造处理，得到细晶渗碳轴承钢；
[0007]将细晶渗碳轴承钢进行高温真空渗碳热处理，得到具有渗碳层厚度的渗碳轴承钢；
[0008]将具有渗碳层厚度的渗碳轴承钢进行多级真空热处理，得到渗碳轴承钢。
[0009]进一步的，所述锻造处理包括：
[0010]锻造前，轴承钢钢锭在加热炉内加热至1150℃
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1180℃后，保温3h
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3.5h；
[0011]进行三镦三拔工艺，其中，每次镦粗变形量大于60％，拔长变形量大于70％，始锻温度≥1100℃，终锻温度≥980℃。
[0012]进一步的，所述高温真空渗碳热处理包括：
[0013]将细晶渗碳轴承钢在高温真空环境中进行渗碳8h；
[0014]渗碳后于850℃
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900℃进行保温2h后油淬。
[0015]进一步的，所述高温真空环境是，温度为1100℃
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1150℃，脉冲数为10，扩渗比为1：20，乙炔压力为2500Pa。
[0016]进一步的，所述多级真空热处理包括：
[0017]一级热处理制度为真空奥氏体化后油淬，然后进行真空回火处理、深冷处理，其中，所述真空回火温度为500℃
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550℃，时间为1.5h
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2h；
[0018]二级热处理制度为真空油淬，然后进行真空回火处理、深冷处理，其中，所述真空回火温度为550℃
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580℃，时间为1h
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1.5h；
[0019]三级热处理制度为真空油淬，然后进行真空回火处理，所述真空回火温度为580℃
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600℃，时间为1.5h
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2h；
[0020]四级热处理制度为真空油淬，然后进行真空回火处理，其中，所述真空回火温度为500℃
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550℃，时间为1h
‑
1.5h；
[0021]五级热处理制度为真空油淬，然后进行真空回火处理，其中，所述真空回火温度为500℃
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550℃，时间为1h
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1.5h。
[0022]进一步的，所述深冷处理温度为负80℃
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100℃，时间为2h
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2.5h。
[0023]进一步的，所述一级热处理温度为1150℃
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1180℃，时间为1h
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1.5h。
[0024]进一步的，所述二级热处理温度为1100℃
‑
1150℃，时间为2h
‑
2.5h。
[0025]进一步的，所述三级热处理温度为950℃
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1000℃，时间为0.5h
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0.6h。
[0026]进一步的，所述四级热处理温度为850℃
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900℃，时间为2h
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2.5h。
[0027]更进一步的，所述五级热处理温度为750℃
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800℃，时间为3h
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3.5h。
[0028]另外一方面，一种渗碳轴承钢，其特征在于，所述渗碳轴承钢按重量百分比记为：C：0.12
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0.15，Mo：4.00
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4.50，Cr：4.00
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4.25，V：1.13
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1.33，Ni：3.20
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3.60，Mn：0.15
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0.35，Si：0.10
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0.25，余量为铁和杂质元素。
[0029]进一步的，所述渗碳轴承钢Ac1＝745℃，Ac3＝930℃。
[0030]本专利技术通过提供合适的高温渗碳工艺，多级真空热处理等手段，提高晶粒度，提升材料断裂韧性，获得一种高表面硬度、抗裂纹扩展和高疲劳寿命的航空轴承钢。
[0031]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0032]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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1示出了根据本专利技术实施例的渗碳轴承钢的制备流程图。
具体实施方式
[0034]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。
[0035]如图1所示，渗碳轴承钢的制备方法包括按照常规双真空工艺制备所述渗碳轴承钢，进行锻造，得到细晶渗碳轴承钢；将细晶渗碳轴承钢进行高温真空渗碳热处理，得到具有渗碳层厚度的渗碳轴承钢；将具有渗碳层厚度的渗碳轴承钢进行多级真空热处理，得到渗碳轴承钢。
[0036]其中，按照常规双真空工艺制备所述渗碳轴承钢，进行锻造，为了严格控制晶粒尺
寸，可以合适地调整多道次锻造温度和变形量，锻造前，将钢锭放入加热炉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种渗碳轴承钢的制备方法，包括：按照双真空工艺制备轴承钢钢锭，并进行锻造处理，得到细晶渗碳轴承钢；将细晶渗碳轴承钢进行高温真空渗碳热处理，得到具有渗碳层厚度的渗碳轴承钢；将具有渗碳层厚度的渗碳轴承钢进行多级真空热处理，得到渗碳轴承钢。2.根据权利要求1所述的一种渗碳轴承钢的制备方法，其中，锻造处理包括：锻造前，轴承钢钢锭在加热炉内加热至1150℃
‑
1180℃后，保温3h
‑
3.5h；进行三镦三拔工艺，其中，每次镦粗变形量大于60％，拔长变形量大于70％，始锻温度≥1100℃，终锻温度≥980℃。3.根据权利要求1所述的一种渗碳轴承钢的制备方法，其中，高温真空渗碳热处理包括：将细晶渗碳轴承钢在高温真空环境中进行渗碳8h；渗碳后于850℃
‑
900℃进行保温2h后油淬。4.根据权利要求3所述的一种渗碳轴承钢的制备方法，其中，所述高温真空环境的温度为1100℃
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1150℃，脉冲数为10，扩渗比为1：20，乙炔压力为2500Pa。5.根据权利要求1
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4任一项所述的一种渗碳轴承钢的制备方法，其中，多级真空热处理包括：一级热处理制度为真空奥氏体化后油淬，然后进行真空回火处理、深冷处理，其中，所述真空回火温度为500℃
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550℃，时间为1.5h
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2h；二级热处理制度为真空油淬，然后进行真空回火处理、深冷处理，其中，所述真空回火温度为550℃
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580℃，时间为1h
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1.5h；三级热处理制度为真空油淬，然后进行真空回火处理，所述真空回火温度为580℃
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600℃，时间为1.5h
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2h；四级热处理制度为真空油淬，然后进行真空回火处理，其中，所述真空回火温度为500℃
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550℃，时间为1h
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1.5h；五级热处理制度为真空油淬，然后进行真空回火处理，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋琪，陈文雄，吴志伟，尹凤先，
申请(专利权)人：成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：