一种中碳轴承钢表面淬火方法技术

本发明专利技术公开了一种中碳轴承钢表面淬火方法，属于金属材料热处理技术领域。使用中频感应加热方式将中碳轴承钢快速加热到820

【技术实现步骤摘要】
一种中碳轴承钢表面淬火方法


[0001]本专利技术涉及材料热处理
，具体涉及一种中碳轴承钢表面淬火方法，该方法应用于轴承类零部件的表面淬火热处理。

技术介绍

[0002]表面淬火是轴承制造过程中的一种重要热处理方法，其目的是获得高硬度的表面层和有利的内应力分布，以提高轴承的耐磨性能和抗疲劳性能，同时又保证整体具有良好的强韧性。表面淬火方法首先通过热源对工件进行快速加热，当工件表层温度达到临界点以上合适温度时(此时工件心部温度处于临界点以下)迅速予以冷却，使工件表层得到淬硬组织而心部仍保持原有组织，以获得需要的强韧性组合。
[0003]为了达到只加热工件表层的目的，要求所用热源具有较高的能量密度。根据加热方法不同，表面淬火可分为感应加热(高频、中频、工频)表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等，每种加热方式都有各自的优缺点，也会得到不同的淬火质量，因此应根据实际情况合理选择加热方法，感应加热表面淬火的优点包括：加热速度快、效率高、变形小、时间短、表面氧化及脱碳量少、工件表面硬度高、冲击韧性及疲劳性能等具有很大提高、节约材料消耗、提高零件使用寿命、设备紧凑、使用方便、劳动条件好、便于机械化和自动化等，轴类零件通常使用感应加热方式进行表面淬火。感应加热淬火时电流频率选择很重要，不同的电流频率，将在零件中产生不同的透入深度，在随后的淬火中可得到不同深度的硬化层。高频(中频)电流有个重要特性叫表面效应，即随电流频率提高，感应电流更趋向零件表面，频率越高，表面电流密度越大，电流透入深度越小，相反频率越低，电流透入深度越大。应根据实际轴承需要选择合适的电流频率，以达到所需要的淬硬层深度，并要综合考虑加热温度和时间，以避免加热温度过高，淬火应力过大而引起工件开裂。此外加热后的冷却速度(淬火介质)及淬火后的回火工艺也是决定最后轴承质量的重要步骤。因此需对中碳轴承钢表面淬火工艺参数进行系统研究，以便有针对性地满足应用环境对轴承钢最终性能的要求。目前现有中碳钢表淬工艺所得表面淬硬层深度均较浅，一般小于5mm，且淬硬层硬度也较低，一般HRC45
‑
55。

技术实现思路

[0004]为了解决国内现有的轴承类零部件表面淬硬层较薄、硬度偏低且分布不均匀，导致零部件性能不稳定，服役寿命短等问题，本专利技术的目的在于提供一种中碳轴承钢表面淬火方法，该方法适用于轴承类零部件的表面淬火热处理。
[0005]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0006]一种中碳轴承钢表面淬火方法，使用感应电源频率为3000～8000Hz的中频感应加热方法将中碳轴承钢表面快速加热到820
‑
950℃，保温15
‑
70秒后水淬，之后再加热到150
‑
220℃回火，保温0.5
‑
5小时。
[0007]进一步地所述表面淬火方法中淬火加热温度优选820
‑
860℃，或者850
‑
890℃，或
者880
‑
920℃，或者910
‑
950℃。
[0008]进一步地所述表面淬火方法中淬火保温时间优选15
‑
35秒，或者30
‑
50秒，或者50
‑
70秒。
[0009]进一步地所述表面淬火方法中回火加热温度优选150
‑
180℃，或者170
‑
200℃，或者190
‑
220℃。
[0010]进一步地所述表面淬火方法中回火保温时间优选0.5
‑
2.0小时，或者2.0
‑
4.0小时，或者3.0
‑
5.0小时。
[0011]本专利技术中碳轴承钢表面淬火方法应用于轴承类零部件的表面淬火热处理，本专利技术可使工件表层得到淬硬组织以提高轴承类零部件的耐磨性能而心部仍保持原始组织，以获得需要的强韧性组合。按本专利技术方法可使中碳轴承钢表面淬硬层深度≥10mm，淬硬层硬度HRC52
‑
62，，且表面无裂纹，满足轴承类零部件的使用要求。
[0012]本专利技术具有以下优点：
[0013]1、本专利技术中碳轴承钢表面淬火方法适用于轴承的表淬热处理，本方法热源作用于工件表层，加热速度快，热效率高，工件因不是整体加热，变形小，工件加热时间短，表面氧化脱碳量少，工件表面硬度高且淬硬层深，缺口敏感性小，冲击韧性、疲劳性能及耐磨性均很优异，有利于发挥材料潜力，节约材料消耗，提高工件使用寿命，此外设备紧凑，使用方便，工作环境较好，易于实现机械化和自动化。
[0014]2、本专利技术所有采用的热处理方法参数均可以实现工业应用。
[0015]3、实验表明，本专利技术方法可使中碳轴承钢表面淬硬层深度≥10mm，淬硬层硬度HRC52
‑
62，且表面无裂纹，满足轴承类零部件的使用要求。
[0016]4、按本专利技术可获得高硬度的表面层和有利的内应力分布，以提高轴承类零部件的耐磨性能和抗疲劳性能，同时又保证整体具有良好的强韧性。
[0017]5、本专利技术针对中碳轴承钢的表面淬火方法应用领域广泛，不仅能够用于航空、航天、汽车、轨道交通、海洋工程、工程机械等领域轴承相关部件的热处理，还可推广用于其它工程领域及其它结构件，如矿石粉碎机用耐磨板材等需要表面高硬度心部高韧性的部件。
具体实施方式
[0018]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明，但不够成对本专利技术的任何限制，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例，基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例都属于本专利技术保护范围。本专利技术所使用的中频感应加热设备及回火设备无特殊要求，回火设备为普通电阻炉即可。本专利技术实施例和比较例所用中碳轴承钢成分如表1所示。
[0019]表1试验钢的化学成分(质量分数，％)
[0020]CSiMnCrMoFe0.400.300.801.100.20余量
[0021]使用感应电源频率为3000～8000Hz的中频感应加热方法将中碳轴承钢表面快速加热到820
‑
950℃，进一步优选820
‑
860℃，或者优选850
‑
890℃，或者优选880
‑
920℃，或者优选910
‑
950℃，保温15
‑
70秒，进一步优选15
‑
35秒，或者优选30
‑
50秒，或者优选50
‑
70秒，之后水淬，然后进行回火处理，加热温度150
‑
220℃，进一步优选150
‑
180℃，或者优选170
‑
200℃，或者优选190
‑
220℃，保温时间0.5
‑
5小时，进一步优选0.5
‑
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中碳轴承钢表面淬火方法，其特征在于：表淬热处理时使用中频感应加热方式将中碳轴承钢加热到820
‑
950℃，保温15
‑
70秒，水淬，之后在150
‑
220℃回火，保温0.5
‑
5小时。2.根据权利要求1所述的中碳轴承钢表面淬火方法，其特征在于，所述表面淬火方法中淬火加热温度进一步设置为820
‑
860℃，或者设置为850
‑
890℃，或者设置为880
‑
920℃，或者设置为910
‑
950℃。3.根据权利要求1所述的中碳轴承钢表面淬火方法，其特征在于，所述表面淬火方法中淬火保温时间进一步设置为15
‑
35秒，或者设置为30
‑
50秒，或者设置为50
‑
70秒。4.根据权利要求1所述的中碳轴承钢表面淬火...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏世同，胡小强，蔡欣，吴长江，陆善平，李殿中，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：