一种提高GCr15轴承钢硬度均匀性的热处理工艺的制作方法

xiaoxiao2026-09-22  7


本发明属于金属热处理,涉及一种提高gcr15轴承钢硬度均匀性的热处理工艺。


背景技术:

1、随着工业的发展,对轴承钢的品种、数量的需求越来越多,对其质量要求也越来越高。gr15具有价格便宜,综合性能良好,淬火和回火后具有较高的硬度,良好的耐磨性,高的接触疲劳寿命等特点。gr15热加工变形性能好,球化退火后有良好的可切削性。由于gr15淬透性的问题,在工业实际生产过程中随着从产品直径的增大,其径向硬度差也随之增加,导致材料使用寿命下降,经试验验证其径向中心与边部洛氏硬度偏差达最大达到20hrc左右,因此在实际生产中轴承径向硬度分布均匀的问题是亟待解决的技术难题。

2、中国专利202010656064.2公开了一种gcr15钢球表层优化改性处理工艺,改变了钢球的表面内应力分布状况,提高了表面的耐磨性,提高表面硬度达到65hrc,提高了钢球50%的接触疲劳寿命。但是,该专利申请并没有解决gcr15材料内部与表面径向硬度均匀性的问题,因此需要在gcr15轴承钢的硬度均匀性的热处理工艺方面做研究。


技术实现思路

1、为解决上述技术问题,本发明提供一种提高gcr15轴承钢硬度均匀性的热处理工艺,通过合理的热处理工艺,轴承钢截面18个测量点的洛氏硬度值相差5%以内,解决了轴承钢产品径向硬度不均的问题。

2、为实现上述发明目的,本发明采取的技术方案是:

3、一种提高gcr15轴承钢硬度均匀性的热处理工艺,包括以下步骤:

4、a.锻造:将轴承钢铸件锻造成棒材;

5、b.球化退火:将棒材室温放入热处理炉,随炉升温至760~790℃保温,然后随炉冷却至700~720℃保温,再冷却至630~650℃后取出,空冷至室温;

6、c.机加工:将球化退火处理后的棒材机加工,去除棒材表面氧化铁皮及缺陷,沿轴向在棒材轴心处钻直径ф5~10mm的通孔;

7、d.淬火:将机加工后的棒材室温放入热处理炉,随炉升温至840~860℃后保温,然后浸入流动淬火槽进行油淬;

8、e.回火:将淬火后棒材重新放入热处理炉,随炉升温至140~160℃后保温,最后取出空冷至室温。

9、所述锻造步骤,将轴承钢铸件锻造成直径ф35~70mm、长度200~500mm的棒材,棒材同轴度公差≤0.1mm。

10、所述球化退火步骤,棒材在760~790℃保温3~4.5h,在700~720℃保温6~8h,再以30~45℃/h的冷却速度冷却至630~650℃。

11、所述机加工步骤,将球化退火处理后的棒材机加工至ф30~60mm,棒材轴心处通孔的同轴度公差≤0.2mm。

12、所述淬火步骤,棒材在840~860℃保温1.5~2.5h;淬火介质为快速淬火油,淬火油流速10~20m/min,淬火时棒材冷却速度≥20℃/s,棒材轴向与淬火油流向平行。

13、所述回火步骤,棒材随炉升温至140~160℃后保温0.5~1.5h。

14、从热处理后的棒材截取厚度t=10mm的试样,在试样表面1/3、1/2、4/5棒材直径的3个同心圆处分别取3、6、9个数量的测量点进行洛氏硬度值测量,18个测量点的洛氏硬度值相差5%以内。

15、采用上述技术方案所产生的有益效果在于:通过该工艺解决了轴承钢产品径向硬度不均的问题,轴承钢截面18个测量点的洛氏硬度值相差5%以内,提高gcr15轴承钢的耐磨性,接触疲劳寿命提高50%以上。



技术特征:

1.一种提高gcr15轴承钢硬度均匀性的热处理工艺,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的提高gcr15轴承钢硬度均匀性的热处理工艺,其特征在于:所述锻造步骤,将轴承钢铸件锻造成直径ф35~70mm、长度200~500mm的棒材,棒材同轴度公差≤0.1mm。

3.根据权利要求2所述的提高gcr15轴承钢硬度均匀性的热处理工艺,其特征在于:所述球化退火步骤,棒材在760~790℃保温3~4.5h,在700~720℃保温6~8h,再以30~45℃/h的冷却速度冷却至630~650℃。

4.根据权利要求3所述的提高gcr15轴承钢硬度均匀性的热处理工艺,其特征在于:所述机加工步骤,将球化退火处理后的棒材机加工至ф30~60mm,棒材轴心处通孔的同轴度公差≤0.2mm。

5.根据权利要求4所述的提高gcr15轴承钢硬度均匀性的热处理工艺,其特征在于:所述淬火步骤,棒材在840~860℃保温1.5~2.5h。

6.根据权利要求5所述的提高gcr15轴承钢硬度均匀性的热处理工艺,其特征在于:所述淬火步骤,淬火介质为快速淬火油,淬火油流速10~20m/min,淬火时棒材冷却速度≥20℃/s,棒材轴向与淬火油流向平行。

7.根据权利要求6所述的提高gcr15轴承钢硬度均匀性的热处理工艺,其特征在于:所述回火步骤,棒材随炉升温至140~160℃后保温0.5~1.5h。

8.根据权利要求1-7任一项所述的提高gcr15轴承钢硬度均匀性的热处理工艺,其特征在于:从热处理后的棒材截取厚度t=10mm的试样,在试样表面1/3、1/2、4/5棒材直径的3个同心圆处分别取3、6、9个数量的测量点进行洛氏硬度值测量,18个测量点的洛氏硬度值相差5%以内。


技术总结
本发明公开了一种提高GCr15轴承钢硬度均匀性的热处理工艺,属于金属热处理技术领域。其包括锻造、球化退火、机加工、淬火和回火步骤,将轴承钢铸件锻造成棒材,进行球化退火;将退火后的棒材机加工,去除表面缺陷,并在轴心钻通孔;将棒材加热至840‑860℃并保温一段时间后进行油淬;淬火后重新加热棒材进行回火,最后空冷至室温。从热处理后的棒材截取厚度t=10mm的试样,在试样表面1/3、1/2、4/5棒材直径的3个同心圆处分别取3、6、9个数量的测量点进行洛氏硬度值测量,18个测量点的洛氏硬度值相差5%以内,解决了GCr15轴承钢产品径向硬度不均的问题。

技术研发人员:张大伟,谷辉格,张青,冯小雷,崔忠信,田绍鹏
受保护的技术使用者:河北河钢材料技术研究院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/9/23
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