[发明专利]一种降低高碳铬钢轴承套圈热处理变形的方法

说明书

本发明公开了一种降低高碳铬钢轴承套圈热处理变形的方法，该方法主要包括：坯料锻造成型‑‑锻后冷却与保温‑‑球化退火‑‑机加工‑‑淬火及回火，其中，在锻造成型中需控制锻造开始温度不低于1020℃，终锻温度在770～810℃；轴承套圈锻件在锻造结束后立即放入浓度为18～25%的聚合物水溶液中，以15～25℃/s的降温速率使轴承套圈锻件表面温度降至280～320℃，然后将轴承套圈锻件从聚合物水溶液中取出，再将轴承套圈锻件加热至720℃～750℃并保温4～6h，之后空冷至室温；在淬火前需对轴承套圈进行预热。该方法能够实现并控制轴承套圈在热处理后的微变形量，满足了高质量精密轴承的制造要求。

技术领域

本发明涉及热加工工艺领域，具体的说是一种降低高碳铬钢轴承套圈热处理变形的方法。

背景技术

对于高碳铬轴承钢套圈，为了保证其韧性、同时表面的高硬度，常进行马氏体淬回火热处理。高碳铬轴承钢马氏体淬火时，将其加热到奥氏体化温度以上的状态下，进行淬火冷却，以获得合格的马氏体组织和硬度。由于高碳铬轴承钢套圈热处理中受到组织应力和冷却应力的综合影响，会产生很大的热处理变形。

套圈热处理变形是指套圈零件经热处理后尺寸发生了变化，比如直径变动量、翘曲、锥度变形等，其变形量超过了相关标准或图样公差要求必须修正，否则套圈在磨加工中会加工余量小或产生报废。轴承零件热处理变形是比较普遍的现象。轴承加工制造中热处理套圈变形成本占了整个制造成本的很大部分，热处理零件变形校直工序和特殊工装的成本往往达到热处理总成本的20％～25％。因此控制轴承套圈热处理变形意义重大。

最容易造成变形的是马氏体组织处理中的淬火过程。现有的控制工件热处理变形的方法有三个途径，第一是减小工件冷却速度，从而减小变形；第二是用机械方法限制工件变形；第三是在变形后利用专用装置矫正工件的变形。

减小工件冷却速度是常用的方法，现有的方法主要是改变冷却介质类型，例如采用矿物油通过显著降低工件冷却速度，从而减小变形，但会带来轴承热处理金相组织不符合标准要求。气体介质淬火可以显著减小金属工件的热处理变形，但通常气体介质的冷却速度低，不能满足工件的最低冷速要求，需要采取专门技术措施提高气体介质的冷却速度，例如公开号为CN87105737的发明专利，其在流化床中快速淬火的方法是用一定流量的高传导性气体使由具一定的颗粒类型和尺寸的颗粒组成的床流态化介质冷却工件。现有的气体介质淬火需要与流态床热处理技术结合，技术和所需设备复杂，价格昂贵，并且只适合不适合轴承零件生产制造。在工件淬火过程中采用专门设计的卡具卡紧工件，用机械方法限制工件变形是常用的方法。这种方法的每一种卡具只适合一种特定的工件，每个尺寸工件都需要专门卡具。例如公开号为ZL97207291.8的中国实用新型专利公开的夹具只适合某种细长工件。这种方法的缺点是模具成本高。在工件热处理变形后利用专用装置矫正工件的变形也是常用的方法。申请号为CN201721188633.5的实用新型专利中，公开了一种超薄圆锥轴承模压淬回火夹具，变形利用专用夹具使轴承套圈变形矫正合格，矫形费用高，或多次矫形而耗时多，并且有些情况下难以矫形。

热处理变形控制是个轴承企业面临的重大研究课题，行业渴望获得一种技术效果更好的轴承套圈零件热处理变形控制方法。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种降低高碳铬钢轴承套圈热处理变形的方法，该方法能够实现并控制轴承套圈在热处理后的微变形量，满足了高质量精密轴承的制造要求。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：

一种降低高碳铬钢轴承套圈热处理变形的方法，主要包括如下步骤：

S1、坯料锻造成型

将坯料加热至1020～1050℃并保温8min～15min，然后在压力机或者热辗环机上多道次轧制成轴承套圈锻件；其中，锻造开始温度不低于1020℃，终锻温度控制在770～810℃；

S2、锻后冷却与保温