一种高碳铬轴承钢锻造、正火工艺方法与流程

本发明涉及热处理，具体涉及一种高碳铬轴承钢锻造、正火工艺方法。

背景技术：

1、高碳铬轴承套圈的锻造、热处理加工方法为：切料-锻造-碾环-冷却-退火。退火完成后进行金相检验，常规检验内容包括：退火硬度、金相组织、脱碳层深度及网状碳化物。外径大于200mm，有效壁厚大于15mm的gcr15材质的轴承锻件退火完成后，依据gb/t34891-2017《滚动轴承高碳铬轴承钢零件热处理技术条件》进行检验，如果网状碳化物大于2.5级，判定检验不合格。因为网状碳化物的产生削弱了金属间的结合力，使钢的力学性能降低.特别是使冲击韧性下降，脆性增加，而且易引起沿晶开裂。正常情况下会产生批量报废，会造成较大的经济损失。

2、综上所述，现有的热处理方法对轴承套圈进行处理后，经检轴承套圈材质中的网状碳化物大于2.5级，从而削弱了金属间的结合力，使材料的力学性能降低，进而导致产品合格率较低的问题。

技术实现思路

1、本发明为解决现有的热处理方法对轴承套圈进行处理后，经检轴承套圈材质中的网状碳化物大于2.5级，从而削弱了金属间的结合力，使材料的力学性能降低，进而导致产品合格率较低的问题，而提出一种高碳铬轴承钢锻造、正火工艺方法。

2、本发明的一种高碳铬轴承钢锻造、正火工艺方法，其具体方法如下：

3、步骤一、将棒料使用快速剪料机进行切料；切料前，棒料需要经过中频感应加热炉预热至550℃～700℃，每个尺寸的料棒，使用专用的刀板进行切料，料段重量散差控制在±20g以内；

4、步骤二、再使用中频感应加热炉、燃气加热炉或高温转底加热炉进行加热，控制初锻温度，棒料出炉温度控制在1060℃～1160℃，使用红外测温仪进行测温；

5、步骤三、将加热后的棒料通过压力机进行锻造加工；锻造加工前，锻造模具需要经过200～250℃预热；锻造加工分为：镦粗、成型和冲孔，得到环状锻件，终锻温度应≥850℃，终锻温度使用使用红外测温仪进行测量；

6、步骤四；将环状锻件使用立式碾环机进行碾环，不同型号的锻件使用不同的碾环模具；

7、步骤五、碾环完成的锻件使用专用细化设备进行快速冷却，达到组织细化及减小网状碳化物产生；

8、步骤六、细化完成的锻件应立即进行喷雾冷却，喷雾喷头应在传送带两侧均匀交错摆放，保证有效的喷雾范围；喷淋后的锻件在地面上散放，使用风机进行风冷至室温；

9、步骤七、将冷却后的锻件放入带有氮气保护网袋的连续正火炉进行正火加工，将需要正火的锻件，单层摆放在网袋上，锻件前后、左右间距应大于30mm；

10、步骤八、完成对锻件的正火处理后，对正火后的锻件进行检测，当检测出网状碳化物≤2.5级时，再次进行加热，加热温度至910±5℃，加热时间为120±10min，锻件出炉后在传送带上进行喷雾快速冷却，≤550℃后在地面上散放，空冷至室温；

11、当检测出网状碳化物＞2.5级时，被评定为一般严重、中等严和严重网状碳化物时，再次进行加热，加热温度至930℃～950℃，加热时间为120±10min，锻件出炉后在传送带上进行喷雾快速冷却，≤550℃后在地面上散放，空冷至室温；再使用连续式球化退火炉进行退火加工；将需要退火的锻件，摆放在专用耐热钢制作的工装内；加热温度至790±10℃，加热时间为240±10min，随炉快冷至720℃，等温温度至720±10℃，等温时间为240±10min，随炉缓冷至≤500℃后，出炉风冷快速降温至室温；

12、步骤九、依据gb/t34891-2017《滚动轴承高碳铬轴承钢零件热处理技术条件》，对退火的锻件进行硬度、显微组织、网状碳化物、脱碳层深度的检验；检验合格后，完成对高碳铬轴承钢棒料的热处理加工；

13、进一步的，所述的步骤一中棒料的直径小于65mm，并使用圆盘锯进行切料；

14、进一步的，所述的切割后棒料的重量散差控制在±5g以内；

15、进一步的，所述的步骤五中对碾环完成的锻件进行细化组织处理的具体方法如下：

16、步骤五一、细化前锻件温度应≥850℃，细化设备内使用的冷却介质为水，水温控制在30℃～50℃；

17、步骤五二、锻件在托盘上，快速浸入水中，时间为0.5～2.5s；

18、步骤五三、带有托盘的锻件快速上升，离开水面到达设定位置后锻件进行180°的翻转，锻件与空气接触的总时间为4.5～6.0s；

19、步骤五四、带有锻件的托盘二次快速浸入水中，时间为0.5～2.5s；带有托盘的锻件快速上升，离开水面到达设定位置，停留4.5～6.0s后，锻件进入下一工序；

20、进一步的，所述的步骤六中对细化完成的锻件进行喷淋的时间为3～5min；

21、进一步的，所述的步骤六中对细化后的锻件进行喷淋后的表面温度应≤550℃。

22、本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

23、1、本发明克服了现有技术的缺点，采用在完成对锻件的正火处理后，对正火后的锻件进行检测，当检测出网状碳化物≤2.5级时，再次进行加热，加热温度至910±5℃，加热时间为120±10min，锻件出炉后在传送带上进行喷雾快速冷却，≤550℃后在地面上散放，空冷至室温；此时的产品为合格产品；但当检测出网状碳化物＞2.5级时，被评定为一般严重、中等严和严重网状碳化物时，再次进行加热，加热温度至930℃～950℃，加热时间为120±10min，锻件出炉后在传送带上进行喷雾快速冷却，≤550℃后在地面上散放，空冷至室温；再使用连续式球化退火炉进行退火加工；将需要退火的锻件，摆放在专用耐热钢制作的工装内；加热温度至790±10℃，加热时间为240±10min，随炉快冷至720℃，等温温度至720±10℃，等温时间为240±10min，随炉缓冷至≤500℃后，出炉风冷快速降温至室温；此种方式可对不合格的产品进行一次退火，再配合之前增加的正火工艺处理，使不合格产品的网状碳化物小于2.5级，从而使不合格的产品通过一次退火成为合格的产品，保证了产品材料的力学性能，大大的提高了产品的合格率。

24、2、本发明与原工艺比，锻造碾环成型后，采用了细化处理工艺，提高锻造后冷却速度，在锻造工序控制网状碳化物的产生，使碳化物分布更均匀，提高了轴承套圈的使用性能。

25、3、本发明与原工艺比，增加了正火处理工序，并且采用带有保护气氛的连续网带正火炉进行正火加工处理；其一，提高了生产效率；其二，保证了锻件独立摆放，加热或冷却更加均匀。

技术特征：

1.一种高碳铬轴承钢锻造、正火工艺方法，其特征在于：具体方法如下：

2.根据权利要求1所述的一种高碳铬轴承钢锻造、正火工艺方法，其特征在于：所述的步骤一中棒料的直径小于65mm，并使用圆盘锯进行切料。

3.根据权利要求2所述的一种高碳铬轴承钢锻造、正火工艺方法，其特征在于：所述的切割后棒料的重量散差控制在±5g以内。

4.根据权利要求1所述的一种高碳铬轴承钢锻造、正火工艺方法，其特征在于：所述的步骤五中对碾环完成的锻件进行细化组织处理的具体方法如下：

5.根据权利要求1所述的一种高碳铬轴承钢锻造、正火工艺方法，其特征在于：所述的步骤六中对细化完成的锻件进行喷淋的时间为3～5min。

6.根据权利要求5所述的一种高碳铬轴承钢锻造、正火工艺方法，其特征在于：所述的步骤六中对细化后的锻件进行喷淋后的表面温度应≤550℃。

技术总结一种高碳铬轴承钢锻造、正火工艺方法，涉及热处理技术领域。为解决现有热处理方法对轴承套圈进行处理后，经检轴承套圈材质中的网状碳化物大于2.5级，从而削弱了金属间的结合力，使材料的力学性能降低，进而导致产品合格率较低的问题。本发明与原工艺比，增加了正火工艺，并且采用带有保护气氛的连续网带正火炉进行正火加工处理；其一，提高了生产效率；其二，保证了锻件独立摆放，加热或冷却更加均匀；并且还可对检测出不合格产品进行一次退火，再配合之前增加的正火工艺，使不合格产品的网状碳化物小于2.5级，从而使不合格的产品通过一次退火成为合格的产品，保证了产品材料的力学性能，提高了产品的合格率。本发明适用于高碳铬轴承钢热处理工艺。技术研发人员：周保鑫,胡冰涛,宁越,孙雅睿,滕鹤,杜斌受保护的技术使用者：哈尔滨轴承集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5