[发明专利]一种高碳铬轴承钢制轴承零件碳氮共渗工艺

说明书

本发明名称为一种高碳铬轴承钢制轴承零件碳氮共渗工艺，属于轴承技术领域。它主要是解决高碳铬轴承钢制轴承零件采用现有碳氮共渗工艺处理存在零件显微组织高，尺寸变形量大，磨削后工作面有效硬化层深度无法保证的问题。它的主要特征是所述工艺包括以下处理步骤：(1)碳氮共渗；碳氮共渗包括预碳氮共渗和空冷；(2)淬火；(3)回火。相比于现有常规的碳氮共渗+淬火+回火的工艺，本发明在碳氮共渗和淬火之间，增加了空冷过程，具有能有效提高碳氮共渗有效渗层深度、避免淬火后显微组织级别超标、防止轴承零件表面氧化和提高生产效率的特点，主要用于大中型高碳铬轴承钢制轴承零件的碳氮共渗处理。

技术领域

本发明属于轴承技术领域，特别涉及一种高碳铬轴承钢制轴承零件碳氮共渗工艺。

背景技术

目前，轴承零件多采用高碳铬轴承钢，经过碳氮共渗处理工艺，能够有效的提高轴承的使用寿命。高碳铬轴承钢制轴承零件的碳氮共渗工艺一般为碳氮共渗+淬火+回火，这种工艺用于小型轴承的碳氮共渗工艺时，能够通过工艺调整，满足变形量和显微组织要求，但是对于大中型轴承，采用碳氮共渗+淬火+回火工艺，存在零件尺寸变形量大，磨削后工作面有效硬化层深度无法保证，显微组织偏高的问题。

公开号为CN 112575285 A的中国发明专利公开了一种圆锥轴承内圈碳氮共渗工艺及含碳氮共渗内圈的圆锥轴承，采用碳氮共渗处理、淬火处理和回火处理的工艺，大幅提高轴承寿命，主要用于量产商用车轮毂圆锥轴承。但是对于大规格轴承，还存在热处理后的马氏体显微组织级别高，变形大的问题。

公开号为CN 112195436 A的中国发明专利公开了一种高碳铬轴承钢中大型薄壁轴承碳氮共渗工艺，采用碳氮共渗+压模淬火+回火的工艺步骤，由于在碳氮共渗以后采用压模淬火，使得轴承套圈不易发生形变，减小热处理变形量。采用压模淬火，需要将轴承套圈和压模模具进行装配，该工艺对轴承套圈尺寸精度的要求比较高。

公开号为CN 112877639 A的中国发明专利公开了一种高碳铬轴承钢碳氮共渗工艺及设备，采用清洗、预氧化处理、碳氮共渗、保温退火、奥氏体化、淬火处理以及清洗后回火处理，能有效提高碳氮共渗有效渗层深度。该工艺步骤较多，生产效率低，生产成本高。

发明内容

为了改善现有轴承零件碳氮共渗工艺显微组织超标、变形难以控制和生产效率低的问题，本发明的目的在于提供一种高碳铬轴承钢制轴承零件碳氮共渗工艺。

为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：一种高碳铬轴承钢制轴承零件碳氮共渗工艺，其特征在于，所述工艺包括以下处理步骤：

(1) 碳氮共渗；碳氮共渗包括预碳氮共渗和空冷；

(2) 淬火；

(3) 回火。

本发明的技术解决方案中所述的第(1)步骤中的预碳氮共渗和空冷是在一台含碳氮共渗主炉和空冷室的多用炉中进行的。

本发明的技术解决方案中所述的第(1)步骤中的预碳氮共渗包括在强渗阶段，840℃-860℃保温240-270min，碳势1.15%-1.20%，NH3流量2.0-2.5NL/min；在扩散阶段，温度保持不变，840℃-860℃保温120-150min，碳势1.0%，NH3流量2.0-2.5NL/min。

本发明的技术解决方案中所述的第(1)步骤中轴承零件备料后在多用炉主炉中进行碳氮共渗。

本发明的技术解决方案中所述的第(1)步骤中的空冷在空冷室中进行，包括冷却120min，温度从840℃-860℃降至180℃以下，随后出炉自然冷却至室温。

本发明的技术解决方案中所述的第(2)步骤中的淬火包括加热保温温度为820-840℃，加热保温时间为50-60min。

本发明的技术解决方案中所述的第(2)步骤中淬火完成后，对轴承零件进行清洗。