钢制元件的制造方法技术

一种制造在高应力、负荷和／或磨损下工作的如滚动轴承元件之类的钢制元件的制造方法，其特征在于：从在约８００－１１００℃的热成形温度下有奥氏体碳含量为０．５５－０．８５％重量的钢开始；在高于钢的Ａ１温度下热成形元件；直接从热成型温度在空气下淬硬元件，可以加水进行强制的对流；把元件进行硬机加工到最后的尺寸；对元件进行表面精加工。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，这些元件在高应力、负荷和/或磨损下工作，如滚动轴承元件。通常，如滚动轴承元件之类的元件由含1％C的钢制造。这种钢加热到约1100℃，和在热成形步骤中成形，随后在空气中冷却。其次，钢经软退火，随后经软机械加工，随后在850℃油淬或盐淬硬化，随后经磨削及表面精加工。之后，元件可以装配。制造方法中最费钱的部分是磨制步骤。即使在软机械加工步骤后元件具有要求的最终尺寸及精度，硬化步骤会引起元件的变形，总成本中大部分要用在磨削步骤。另外，在热成形处理后元件至少两次加热到高温导致高的能量消耗。处理过程也是费时的，并且由于有淬火步骤，该已知的过程也造成环境污染及有着火的危险。SE-C-467829公开了一种具有共析成分的钢制造元件的方法，按照该方法，在刚高于钢的A1温度下毛坯成形为至少近似地有最终尺寸，随后热成形元件直接从热成形温度硬化。按照最佳实施例，在加热到热成形温度前不要进行软退火步骤。热成形是一种半热的成形方法，在750-800℃下进行，元件直接从热成形温度在油中淬火，得到足够的硬度。该方法的重要优点在于可取消费时的、成本高的、复杂的软退火工序。但该方法可需进一步改进。本专利技术的目的就是解决现有技术存在的上述问题，提供一种比现有技术能量消耗低、加工时间短、对环境更有利及更安全的，制造在高应力、负荷和磨损下使用的。为实现本专利技术的上述目的，本专利技术提供了一种制造在高应力、负荷和/或磨损下工作的如滚动轴承元件之类的，其特征在于-从在约800-1100℃的热成形温度下有奥氏体碳含量为0.55-0.85％重量的钢开始；-在高于钢的A1温度下热成形元件；-直接从热成形温度在空气下淬硬元件，可以加水进行强制的对流；-把元件进行硬机加工到最后的尺寸；-对元件进行表面精加工。通过把热成形步骤中热量用在硬化步骤中，使能量消耗节省了。在元件硬化后进行硬机加工，因此在元件达到最终尺寸后不需要再硬化，不需要磨削或只需很少的磨损，使得时间及成本大大节省了。另外的重要优点是取消了通常的淬火步骤，因此也没有对环境的污染及安全方面的危险。相应于钢中其余的合金元素，碳含量作了调整，因此在热成形步骤中在奥氏体中溶解的碳的浓度为0.55-0.85％重量。采取这一技术措施，元件不会开裂，和在空冷步骤中元件将完全硬化。下面通过实施例借助附图更详细地说明本专利技术，附图中附图说明图1示出用按照本专利技术的方法制成的真实尺寸的环形部分的硬度分布。在按照本专利技术的方法中，钢必须设计成在热成形温度有合适的奥氏体碳含量。太高的溶解碳含量会导致淬火裂纹。另外，钢的淬硬性必须使得进行很温和的或慢的淬火(如在空气中冷却)时，环形部分能整个硬化。下面的实例示出本专利技术，但是本专利技术不局限于所讨论的钢的成分。本专利技术的专业人员可根据要求的最终成分的性能，使用本说明书的信息改变不同的合金成分的含量。实例方法目标是在热轧后直接完全硬化的环(9kg/工件)。锻造温度在开始时约为1100℃，和在最终成型步骤降到约850℃。环在传送带上经受稍微的强制的空冷。当环达到室温，它们后淬火到5℃。之后，环在150℃回火1小时。随后，环进行硬机械加工，并经过表面精加工。材料的化学成分与传统的处理的AISI 52100钢成分比较，在从锻造温度进行温和淬火下，成分最佳化得到相等的或改善的性能(整个截面＞60HRC，和近似15％的残余奥氏体)。由于在锻造温度下，所有的使用的合金元素在固溶体中，有下面的考虑0.66％重量的C-碳含量必须足够低以避免淬火裂纹及过份量的残余奥氏体，但是要足够高以达到要求的硬度水平。1.45％重量的Si-硅含量必须选择为比较高以增加硬度面对Ms温度没有太大的影响，并抑制残余奥氏体分解及渗碳体沉淀。因此硬化及回火结构在加热下稳定，不会由于暴露在热条件下而软化。0.28％重量的Mn-与例如AISI52100比在正常水平。与淬硬性收益相比，锰使Ms温度下降太多(对珠光体及贝氏体转变的影响)。1.51％重量的Cr-与例如AISI52100比在正常水平。铬可以增加淬硬性。1.03％重量的Ni-加入镍将明显地增加淬硬性。另外，会影响马氏体的韧性。0.23％重量的Mo-大大增加淬硬性，特别影响珠光体转化。硬度和结构达到的硬度为62.5HRC，整个环的截面均匀，见图1。结构是马氏体及约15％残余奥氏体。讨论表1示出用与传统的马氏体AISI 52100元件不同的新材料通过新方法制成的产品的性能。权利要求1.一种制造在高应力、负荷和/或磨损下工作的如滚动轴承元件之类的，其特征在于-从在约800-1100℃的热成形温度下有奥氏体碳含量为0.55-0.85％重量的钢开始；-在高于钢的A1温度下热成形元件；-直接从热成形温度在空气下淬硬元件，可以加水进行强制的对流；-把元件进行硬机加工到最后的尺寸；-对元件进行表面精加工。2.按照权利要求1的方法，其特征在于所述的钢的成分为＞0.55％C，0-2％ Si，0-2％ Mn，0-20％ Cr，0-5％ Ni，0-3％ Mo，及加有0-1％ V和/或Nb。全文摘要一种制造在高应力、负荷和/或磨损下工作的如滚动轴承元件之类的,其特征在于:从在约800—1100℃的热成形温度下有奥氏体碳含量为0.55—0.85%重量的钢开始;在高于钢的A1温度下热成形元件;直接从热成型温度在空气下淬硬元件,可以加水进行强制的对流;把元件进行硬机加工到最后的尺寸;对元件进行表面精加工。文档编号C21D8/00GK1229013SQ9910400公开日1999年9月22日 申请日期1999年3月16日 优先权日1998年3月16日专利技术者伦德·托雷, 拉尔森·斯塔凡, 奥伦德·帕特里克 申请人:奥瓦科钢铁股份公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造在高应力、负荷和／或磨损下工作的如滚动轴承元件之类的钢制元件的制造方法，其特征在于： －从在约８００－１１００℃的热成形温度下有奥氏体碳含量为０．５５－０．８５％重量的钢开始； －在高于钢的Ａ１温度下热成形元件； －直接从热成形温度在空气下淬硬元件，可以加水进行强制的对流； －把元件进行硬机加工到最后的尺寸； －对元件进行表面精加工。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：伦德托雷，拉尔森斯塔凡，奥伦德帕特里克，
申请(专利权)人：奥瓦科钢铁股份公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]