本發(fā)明涉及機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種提升軸承環(huán)性能的制造工藝方法。

背景技術(shù)：

目前生產(chǎn)軸承環(huán)通常經(jīng)過鍛造再淬火+回火處理后進(jìn)行精加工，這種方式制造的軸承環(huán)件沖擊功和斷裂韌性等機(jī)械性能較低，軸承環(huán)使用壽命短。王建利等通過預(yù)淬火的方式在軸承環(huán)的材料中形成馬氏體和貝氏體復(fù)相組織來提高軸承環(huán)的沖擊功和斷裂韌性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種提升軸承環(huán)性能的制造工藝方法，可以顯著提高軸承環(huán)的沖擊功和斷裂韌性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種提升軸承環(huán)性能的制造工藝方法，包括以下步驟：

S1、將軸承環(huán)坯在冷軋環(huán)機(jī)上進(jìn)行軋制成形；

S2、將軋制成形的軸承環(huán)加熱到800～900℃保溫10～20分鐘進(jìn)行奧氏體化；然后將軸承環(huán)置于150～250℃的硝酸鹽浴中進(jìn)行5～10分鐘的預(yù)淬火處理；

S3、將預(yù)淬火處理的軸承環(huán)加熱到200～300℃保溫15～25分鐘進(jìn)行等溫淬火，使軸承環(huán)組織發(fā)生下貝氏體轉(zhuǎn)變，然后在50～100℃的淬火油中等溫處理5～10分鐘；

S4、將經(jīng)過等溫淬火處理的軸承環(huán)在150～250℃進(jìn)行1～2小時(shí)的低溫回火處理，然后空冷。

上述方案中，在所述步驟S1中，實(shí)現(xiàn)了軸承環(huán)晶粒細(xì)碎化，使材料內(nèi)部產(chǎn)生晶體缺陷增加再結(jié)晶形核位置，減小晶粒尺寸。

上述方案中，所述晶體缺陷為位錯(cuò)或亞結(jié)構(gòu)。

實(shí)施本發(fā)明的提升軸承環(huán)性能的制造工藝方法，具有以下有益效果：

1、通過軋制成形軸承環(huán)實(shí)現(xiàn)了晶粒細(xì)碎化，增加了材料內(nèi)部位錯(cuò)、亞結(jié)構(gòu)等晶體缺陷，為提高動(dòng)態(tài)再結(jié)晶均勻形核提供了大量的形核位置，為形成細(xì)小的馬氏體組織提供前提；

2、通過加熱到奧氏體化溫度以上進(jìn)行熱處理實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形核并快速油淬降低軸承環(huán)溫度來細(xì)化晶粒；

3、通過預(yù)淬火處理實(shí)現(xiàn)軸承環(huán)組織中一定量的馬氏體轉(zhuǎn)變，馬氏體轉(zhuǎn)變和軋制成形引起的位錯(cuò)等材料缺陷催化下貝氏體的轉(zhuǎn)變；

4、通過等溫淬火處理軸承環(huán)進(jìn)行下貝氏體轉(zhuǎn)變來獲得馬氏體/貝氏體復(fù)相組織，該組織狀態(tài)顯著提高軸承環(huán)的沖擊功和斷裂韌性。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1本發(fā)明軋制成形的軸承環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2軸承環(huán)軋制成形預(yù)淬火流程圖；

圖3沒有軋制成形而直接預(yù)淬火下軸承環(huán)斷裂微觀形貌圖；

圖4軋制成形預(yù)淬火下軸承環(huán)斷裂微觀形貌圖。

具體實(shí)施方式

為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

說明以GCr15軸承鋼制軸承環(huán)軋制成形預(yù)淬火工藝提高軸承環(huán)沖擊功和斷裂韌性為例。

第一步：在D56G90CNC軋環(huán)機(jī)上軋制成形獲得30～40％變形量的深溝球軸承環(huán)，如圖1所示，通過軋制成形細(xì)化軸承環(huán)微觀組織，增加材料內(nèi)部位錯(cuò)、亞結(jié)構(gòu)等晶體缺陷來顯著提高再結(jié)晶形核位置，為后續(xù)熱處理中提高動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形核率和預(yù)淬火形成細(xì)小馬氏體組織做好準(zhǔn)備；

第二步：將軋制成形的軸承環(huán)加熱到800～900℃保溫10～20分鐘進(jìn)行奧氏體化，如圖2所示，此時(shí)發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶細(xì)化奧氏體晶粒。隨后，將軸承環(huán)置于150～250℃的硝酸鹽浴中進(jìn)行5～10分鐘的預(yù)淬火處理(如圖2所示)，通過預(yù)淬火使軸承環(huán)中獲得體積分?jǐn)?shù)5～15％以上的細(xì)小馬氏體，增加馬氏體內(nèi)位錯(cuò)等亞結(jié)構(gòu)，為軸承環(huán)等溫淬火中下貝氏體轉(zhuǎn)變做好催化準(zhǔn)備。

第三步：將預(yù)淬火處理的軸承環(huán)加熱到200～300℃保溫15～25分鐘進(jìn)行等溫淬火(如圖2所示)，使軸承環(huán)組織發(fā)生下貝氏體轉(zhuǎn)變，然后在50～100℃的淬火油中等溫處理5～10分鐘。通過等溫淬火使軸承環(huán)組織中形成馬氏體和下貝氏體復(fù)相組織。

第四步：將經(jīng)過等溫淬火處理的軸承環(huán)在150～250℃進(jìn)行1～2小時(shí)的低溫回火處理，然后空冷。

第五步：通過材料學(xué)分析和力學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，沒有經(jīng)過軋制成形直接進(jìn)行預(yù)淬火處理獲得的軸承環(huán)經(jīng)過沖擊斷裂實(shí)驗(yàn)微觀形貌如圖3所示，圖中呈現(xiàn)出大量晶界斷裂的撕裂棱；軋制成形預(yù)淬火處理獲得的軸承環(huán)沖擊斷裂形貌如圖4所示，圖中呈現(xiàn)出許多塑性變形的細(xì)小韌窩。

傳統(tǒng)的淬火+回火處理、預(yù)淬火+等溫淬火+回火(源于王建利研究結(jié)論)、軋制成形+多溫淬回火(預(yù)淬火+等溫淬火+回火，本發(fā)明工藝方法)獲得軸承環(huán)的沖擊功和斷裂韌性如表1所示。從表1可知，基于上述步驟，通過軸承環(huán)軋制成形+多溫淬回火(預(yù)淬火+等溫淬火+回火)工藝可以顯著提高軸承環(huán)的沖擊功和斷裂韌性。

表1

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。