本發(fā)明涉及一種熱處理工藝，具體涉及一種軸承鋼真空等溫球化退火工藝。
背景技術(shù)：
球化退火的主要目的是：使鋼鐵材料的金相組織中碳化物球狀化，降低金屬的硬度，提高金屬的塑性，從而降低金屬的變形抗力，使金屬坯料易于塑性成形，軸承是各類設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的重要部件，其質(zhì)量直接影響設(shè)備性能，同時(shí)軸承鋼材是影響軸承壽命的主要因素，軸承鋼是適合于制作滾動(dòng)軸承的滾珠、滾柱、滾針和軸承內(nèi)外套圈的合金鋼；由于軸承在工作時(shí)承受著極大的壓力和摩擦力，因此要求軸承鋼具有高而均勻的硬度和耐磨性、高的彈性極限，進(jìn)而對(duì)軸承鋼的化學(xué)成分的均勻性、非金屬夾雜物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分嚴(yán)格，對(duì)軸承實(shí)施球化退火，能夠保證軸承鋼淬火效果均一、減少淬火變形、提高淬火硬度、改善工件切削性能、提高耐磨性和抗點(diǎn)蝕性等軸承產(chǎn)品質(zhì)量和使用性能，因此，對(duì)軸承進(jìn)行一系列處理工藝?yán)谄湫阅苜|(zhì)量的提高，有其廣大的市場(chǎng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出一種軸承鋼真空等溫球化退火工藝，該工藝簡(jiǎn)單易行，生產(chǎn)效率高，處理后的軸承鋼性能更好。
本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是：
一種軸承鋼真空等溫球化退火工藝，具體包括以下步驟：
（1）將軸承鋼零件分層排放于真空退火爐中并抽真空至1atm；
（2）通入高純氮?dú)庾鳛檩d氣，將退火爐復(fù)壓；
（3）將退火爐升溫加熱至190-200℃，再抽真空至4×102mba真空度；
（4）將退火爐再次升溫加熱至750-780℃，并保溫2-3h，然后繼續(xù)升溫加熱至800-850℃，并保溫150-180min；
（5）在退火爐中通入高純氮?dú)饪焖倮鋮s至650-670℃并保溫5-7h等溫球化；
（6）然后將軸承鋼隨爐緩慢冷卻至340-360℃，并保溫1-2h，軸承鋼出爐經(jīng)冷卻工序冷卻至170-190℃，然后空冷至室溫。
本發(fā)明步驟（1）中的抽真空為預(yù)抽真空至1atm，然后回充氮?dú)舛栊詺怏w再加熱的方法，這樣將加熱速度提高了2-3倍，通入高純氮?dú)饪焖倮鋮s從而使得球化的速度提高了至少3-4倍，已獲得的碳化物顆粒細(xì)小、均勻≤2μm；步驟（4）中利用分段升溫工藝，將退火爐再次升溫加熱至750-780℃，并保溫2-3h，然后繼續(xù)升溫加熱至800-850℃，并保溫150-180min，降低強(qiáng)度，提高塑性，可促使鋼穩(wěn)定化，由于該工藝技術(shù)未形成高密度的位錯(cuò)，從而形成屈服平臺(tái)，使得最終軸承鋼具有更好的質(zhì)量。
本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案為：
前述軸承鋼真空等溫球化退火工藝，具體包括以下步驟：
（1）將軸承鋼零件分層排放于真空退火爐中并抽真空至1atm；
（2）通入高純氮?dú)庾鳛檩d氣，將退火爐復(fù)壓；
（3）將退火爐升溫加熱至190℃，再抽真空至4×102mba真空度；
（4）將退火爐再次升溫加熱至750℃，并保溫2h，然后繼續(xù)升溫加熱至800℃，并保溫150min；
（5）在退火爐中通入高純氮?dú)饪焖倮鋮s至650℃并保溫5h等溫球化；
（6）然后將軸承鋼隨爐緩慢冷卻至340℃，并保溫1h，軸承鋼出爐經(jīng)冷卻工序冷卻至170℃，然后空冷至室溫。
前述軸承鋼真空等溫球化退火工藝，具體包括以下步驟：
（1）將軸承鋼零件分層排放于真空退火爐中并抽真空至1atm；
（2）通入高純氮?dú)庾鳛檩d氣，將退火爐復(fù)壓；
（3）將退火爐升溫加熱至200℃，再抽真空至4×102mba真空度；
（4）將退火爐再次升溫加熱至780℃，并保溫3h，然后繼續(xù)升溫加熱至850℃，并保溫180min；
（5）在退火爐中通入高純氮?dú)饪焖倮鋮s至670℃并保溫7h等溫球化；
（6）然后將軸承鋼隨爐緩慢冷卻至360℃，并保溫2h，軸承鋼出爐經(jīng)冷卻工序冷卻至190℃，然后空冷至室溫。
前述軸承鋼真空等溫球化退火工藝，具體包括以下步驟：
（1）將軸承鋼零件分層排放于真空退火爐中并抽真空至1atm；
（2）通入高純氮?dú)庾鳛檩d氣，將退火爐復(fù)壓；
（3）將退火爐升溫加熱至195℃，再抽真空至4×102mba真空度；
（4）將退火爐再次升溫加熱至760℃，并保溫2h，然后繼續(xù)升溫加熱至830℃，并保溫170min；
（5）在退火爐中通入高純氮?dú)饪焖倮鋮s至660℃并保溫6h等溫球化；
（6）然后將軸承鋼隨爐緩慢冷卻至350℃，并保溫1h，軸承鋼出爐經(jīng)冷卻工序冷卻至180℃，然后空冷至室溫。
前述軸承鋼真空等溫球化退火工藝，高純氮?dú)鉃轶w積百分?jǐn)?shù)≥99.99%的氮?dú)狻?/p>
前述軸承鋼真空等溫球化退火工藝，步驟（5）中快速冷卻時(shí)采用冷卻風(fēng)管和風(fēng)機(jī)。
前述軸承鋼真空等溫球化退火工藝，步驟（6）中的冷卻工序由第一冷卻工序及第二冷卻工序組成，具體為：
第一冷卻工序?yàn)椋翰捎盟F或壓縮空氣以每秒2-5℃的冷卻速度先將軸承鋼冷卻到250-300℃，然后再緩慢空冷至230-250℃；
第二冷卻工序?yàn)椋翰捎盟渑c空冷結(jié)合，先采用水冷以3-4℃/s的冷卻速率將軸承鋼水冷至200-210℃，然后空冷至190-200℃，再采用水冷以2.2-2.3℃/s的冷卻速率將軸承鋼水冷至170-190℃；
本發(fā)明冷卻工序第一冷卻工序采用緩慢冷卻方式將空氣與水霧冷卻或壓縮空氣相結(jié)合冷卻，促進(jìn)極細(xì)鐵素體的形成，改變了珠光體的溫度轉(zhuǎn)變點(diǎn)，使其介于層片狀與粒狀形貌，這種珠光體組織在稍微犧牲部分強(qiáng)度的同時(shí)提高了塑性；
本發(fā)明第一冷卻工序緩慢冷卻與后續(xù)第二冷卻工序快速冷卻相結(jié)合的技術(shù)方案，使原有鋼中滲碳體明顯碎化，但保持一定的有序排列，同時(shí)讓鐵素體形成連續(xù)結(jié)構(gòu)，使其在形變時(shí)位錯(cuò)滑移變得較容易，有利于提高塑性；
本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明球化后的軸承鋼表面光亮，無碳化脫碳，珠光體球化率大于等于99.5%，比保護(hù)氣氛等溫球化退火工藝縮短工藝周期35-40%，且不采用甲醇裂解作為保護(hù)氣氛，無甲醇生產(chǎn)消耗，也無二氧化碳?xì)怏w排放量，降低成本，更環(huán)保。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供一種軸承鋼真空等溫球化退火工藝，具體包括以下步驟：
（1）將軸承鋼零件分層排放于真空退火爐中并抽真空至1atm；
（2）通入高純氮?dú)庾鳛檩d氣，將退火爐復(fù)壓；
（3）將退火爐升溫加熱至190℃，再抽真空至4×102mba真空度；
（4）將退火爐再次升溫加熱至750℃，并保溫2h，然后繼續(xù)升溫加熱至800℃，并保溫150min；
（5）在退火爐中通入高純氮?dú)饪焖倮鋮s至650℃并保溫5h等溫球化；
（6）然后將軸承鋼隨爐緩慢冷卻至340℃，并保溫1h，軸承鋼出爐經(jīng)冷卻工序冷卻至170℃，然后空冷至室溫；
冷卻工序由第一冷卻工序及第二冷卻工序組成，具體為：
第一冷卻工序?yàn)椋翰捎盟F或壓縮空氣以每秒2℃的冷卻速度先將軸承鋼冷卻到250℃，然后再緩慢空冷至230℃；
第二冷卻工序?yàn)椋翰捎盟渑c空冷結(jié)合，先采用水冷以3℃/s的冷卻速率將軸承鋼水冷至200℃，然后空冷至190℃，再采用水冷以2.2℃/s的冷卻速率將軸承鋼水冷至170℃。
在本實(shí)施例中，高純氮?dú)鉃轶w積百分?jǐn)?shù)≥99.99%的氮?dú)?；快速冷卻時(shí)采用冷卻風(fēng)管和風(fēng)機(jī)。
實(shí)施例2
本實(shí)施例提供一種軸承鋼真空等溫球化退火工藝，具體包括以下步驟：
（1）將軸承鋼零件分層排放于真空退火爐中并抽真空至1atm；
（2）通入高純氮?dú)庾鳛檩d氣，將退火爐復(fù)壓；
（3）將退火爐升溫加熱至200℃，再抽真空至4×102mba真空度；
（4）將退火爐再次升溫加熱至780℃，并保溫3h，然后繼續(xù)升溫加熱至850℃，并保溫180min；
（5）在退火爐中通入高純氮?dú)饪焖倮鋮s至670℃并保溫7h等溫球化；
（6）然后將軸承鋼隨爐緩慢冷卻至360℃，并保溫2h，軸承鋼出爐經(jīng)冷卻工序冷卻至190℃，然后空冷至室溫；
冷卻工序由第一冷卻工序及第二冷卻工序組成，具體為：
第一冷卻工序?yàn)椋翰捎盟F或壓縮空氣以每秒5℃的冷卻速度先將軸承鋼冷卻到300℃，然后再緩慢空冷至250℃；
第二冷卻工序?yàn)椋翰捎盟渑c空冷結(jié)合，先采用水冷以4℃/s的冷卻速率將軸承鋼水冷至210℃，然后空冷至200℃，再采用水冷以2.3℃/s的冷卻速率將軸承鋼水冷至190℃。
在本實(shí)施例中，高純氮?dú)鉃轶w積百分?jǐn)?shù)≥99.99%的氮?dú)猓豢焖倮鋮s時(shí)采用冷卻風(fēng)管和風(fēng)機(jī)。
實(shí)施例3
本實(shí)施例提供一種軸承鋼真空等溫球化退火工藝，具體包括以下步驟：
（1）將軸承鋼零件分層排放于真空退火爐中并抽真空至1atm；
（2）通入高純氮?dú)庾鳛檩d氣，將退火爐復(fù)壓；
（3）將退火爐升溫加熱至195℃，再抽真空至4×102mba真空度；
（4）將退火爐再次升溫加熱至760℃，并保溫2h，然后繼續(xù)升溫加熱至830℃，并保溫170min；
（5）在退火爐中通入高純氮?dú)饪焖倮鋮s至660℃并保溫6h等溫球化；
（6）然后將軸承鋼隨爐緩慢冷卻至350℃，并保溫1h，軸承鋼出爐經(jīng)冷卻工序冷卻至180℃，然后空冷至室溫；
冷卻工序由第一冷卻工序及第二冷卻工序組成，具體為：
第一冷卻工序?yàn)椋翰捎盟F或壓縮空氣以每秒4℃的冷卻速度先將軸承鋼冷卻到280℃，然后再緩慢空冷至240℃；
第二冷卻工序?yàn)椋翰捎盟渑c空冷結(jié)合，先采用水冷以3℃/s的冷卻速率將軸承鋼水冷至205℃，然后空冷至195℃，再采用水冷以2.25℃/s的冷卻速率將軸承鋼水冷至180℃。
在本實(shí)施例中，高純氮?dú)鉃轶w積百分?jǐn)?shù)≥99.99%的氮?dú)?；快速冷卻時(shí)采用冷卻風(fēng)管和風(fēng)機(jī)。
除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。