專利名稱：一種中碳合金鋼軸承環(huán)件軋制形變淬火復合強化方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種軸承制造技術，具體涉及一種中碳合金鋼軸承環(huán)件軋制形變淬火復合強化方法。
背景技術：
軸承環(huán)件是裝備制造業(yè)典型的承載和傳動關鍵機械零件。含碳量O. 25wt% O. 6wt%的中碳合金鋼軸承環(huán)件，在風電、核電、冶金、石化等領域大型機械裝備中有著廣泛和重要的應用。目前，中碳合金鋼軸承環(huán)件的普遍制造工藝流程為料段加熱-鍛造制坯-熱軋-空冷-淬火-回火。該工藝過程中，熱軋成形的環(huán)件通常需要放置數(shù)十小時冷卻至室溫，然后再加熱淬火，浪費了大量的時間和能源，增加了材料燒損，而且熱軋環(huán)件在 冷卻和再加熱奧氏體化過程中，受內部應變能和溫度作用，容易促使軋制再結晶形成的細小晶粒長大粗化，導致環(huán)件力學性能下降。

發(fā)明內容
針對以上現(xiàn)狀，本發(fā)明的目的在于提供一種中碳合金鋼軸承環(huán)件軋制形變淬火復合強化方法，可有效降低生產成本、提高產品性能。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是一種中碳合金鋼軸承環(huán)件軋制形變淬火復合強化方法，其特征在于它包括以下步驟
(1)料段加熱采用連續(xù)加熱爐對料段進行加熱；為了防止料段加熱溫度過高而導致奧氏體晶粒粗大，以及料段加熱溫度過低而引起后續(xù)鍛造變形中析出網狀鐵素體，加熱溫度控制在1100 1200°C ；
(2)鍛造制坯將加熱后料段在壓力機上經鐓粗、沖孔、沖連皮制成規(guī)定尺寸環(huán)坯；為了防止終鍛溫度過高而促使網狀碳化物析出，以及終鍛溫度過低導致環(huán)坯鍛造開裂，環(huán)坯終鍛溫度控制在950 1100°C ；
(3)熱軋將制成的環(huán)坯在軋環(huán)機上熱軋成形為規(guī)定尺寸環(huán)件；熱軋后環(huán)件溫度控制在860 950°C，防止因環(huán)件溫度過高而使得淬火前環(huán)件放置時間長，促進再結晶晶粒長大，降低強度、硬度和沖擊韌性；
(4)淬火將軋成形的環(huán)件放置至850°C，放入淬火水池冷卻，冷卻水溫在50°C以下，冷卻時間為2 15分鐘；
(5)高溫回火熱軋直接淬火后環(huán)件具有較高的回火抗力，回火溫度較低將顯著降低環(huán)件沖擊韌性；將淬火后的環(huán)件進行高溫回火處理，回火溫度控制在600 670°C，保溫時間為I 6小時。步驟(I)所述料段為42CrMo鋼料段、50Mn鋼料段、Q345E鋼料段或35CrMo鋼料段。本發(fā)明的有益效果是通過料段加熱、鍛造制坯、熱軋、淬火和回火各工序的溫度匹配設計和過程穩(wěn)定銜接控制，使軸承環(huán)件在軋制形變獲得細勻晶粒組織和合理流線的條件下，直接利用形變余熱進行淬火相變強化，可以抑制奧氏體再結晶晶粒在形變能和溫度作用下的持續(xù)長大粗化，淬火后可獲得馬氏體束細小的板條狀馬氏體，并在回火過程中使碳化物沿晶界和馬氏體板條間同時析出，增加碳化物分布彌散度，提高了軸承環(huán)件的強度、硬度、沖擊韌性等力學性能，提高了產品性能。而且，軋制余熱直接淬火，相比傳統(tǒng)的軋制后空冷至室溫再加熱淬火，縮短了工藝流程，節(jié)約了加熱能源，減少了材料再加熱氧化損耗，提高了生產效率，降低了生產成本。


圖I為本發(fā)明具體實施例42CrMo鋼環(huán)件料段加熱工藝曲線圖。圖2為本發(fā)明具體實施例42CrMo鋼環(huán)件淬火工藝曲線圖。圖3為本發(fā)明具體實施例42CrMo鋼環(huán)件高溫回火工藝曲線圖。圖4為本發(fā)明具體實施例50Mn鋼環(huán)件料段加熱工藝曲線圖。 圖5為本發(fā)明具體實施例50Mn鋼環(huán)件淬火工藝曲線圖。圖6為本發(fā)明具體實施例50Mn鋼環(huán)件高溫回火工藝曲線圖。
具體實施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結合實施例進一步闡明本發(fā)明的內容，但本發(fā)明的內容不僅僅局限于下面的實施例。實施例I
以最常用的42CrMo鋼軸承環(huán)件為例，其軋制形變淬火復合強化方法按如下步驟實現(xiàn) (I)坯料加熱采用連續(xù)加熱爐對料段進行加熱，將42CrMo鋼料段加熱到1110±10°C。(2)鍛造制坯將加熱后料段在壓力機上鐓粗、沖孔、沖連皮制成規(guī)定尺寸的環(huán)坯，環(huán)坯終鍛溫度控制在960± 10°C。(3)熱軋將制成的環(huán)坯在軋環(huán)機上軋制成形為規(guī)定尺寸環(huán)件，軋制過程中控制軋環(huán)機力能，使環(huán)件在軋制溫度范圍內快速變形，熱軋成形環(huán)件溫度控制在870± 10°C。(4)淬火將熱軋成形環(huán)件放置至850°C，然后放入50°C淬火水池中冷卻5分鐘。(5)高溫回火將淬火后環(huán)件進行650±10°C、保溫6小時高溫回火處理。料段加熱、環(huán)件淬火、環(huán)件高溫回火曲線分別如圖I、圖2、圖3所示。對回火后的42CrMo鋼軸承環(huán)件不同部位取樣，進行金相組織和力學性能測試。金相顯微鏡所測定試樣平均晶粒度等級為6級。各試樣力學性能試驗測試數(shù)據平均值如表
Io表I 42CrMo鋼軸承環(huán)件試樣力學性能測試結果
權利要求
1.一種中碳合金鋼軸承環(huán)件軋制形變淬火復合強化方法，其特征在于它包括以下步驟(1)料段加熱采用連續(xù)加熱爐對料段進行加熱；加熱溫度控制在1100 1200°c； (2)鍛造制坯將加熱后料段在壓力機上經鐓粗、沖孔、沖連皮制成規(guī)定尺寸環(huán)坯；環(huán)坯終鍛溫度控制在950 1100°C ； (3)熱軋將制成的環(huán)坯在軋環(huán)機上熱軋成形為規(guī)定尺寸環(huán)件；熱軋后環(huán)件溫度控制在 860 950 0C ； (4)淬火將軋成形的環(huán)件放置至850°C，放入淬火水池冷卻，冷卻水溫在50°C以下，冷卻時間為2 15分鐘； (5)高溫回火將淬火后的環(huán)件進行高溫回火處理，回火溫度控制在600 670°C，保溫時間為I 6小時。
2.根據權利要求I所述一種中碳合金鋼軸承環(huán)件軋制形變淬火復合強化方法，其特征在于步驟(I)所述料段為42CrMo鋼料段、50Mn鋼料段、Q345E鋼料段或35CrMo鋼料段。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軸承制造技術。一種中碳合金鋼軸承環(huán)件軋制形變淬火復合強化方法，其特征在于它包括以下步驟(1)料段加熱加熱溫度控制在1100～1200℃；(2)鍛造制坯將加熱后料段在壓力機上經鐓粗、沖孔、沖連皮制成規(guī)定尺寸環(huán)坯，環(huán)坯終鍛溫度控制在950～1100℃；(3)熱軋將制成的環(huán)坯在軋環(huán)機上熱軋成形為規(guī)定尺寸環(huán)件，熱軋成形環(huán)件溫度控制在860～950℃；(4)淬火將軋成形的環(huán)件放置至850℃，放入淬火水池冷卻，冷卻水溫在50℃以下，冷卻時間為2～15分鐘；(5)高溫回火將淬火后環(huán)件進行高溫回火處理，回火溫度控制在600～670℃，保溫時間為1～6小時。本發(fā)明提高了產品性能，提高了生產效率，降低了生產成本。
文檔編號C21D8/00GK102925657SQ20121043744
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月6日 優(yōu)先權日2012年11月6日
發(fā)明者錢東升, 華林, 汪小凱, 毛華杰 申請人:武漢理工大學