本發(fā)明涉及金屬材料熱處理技術(shù)領(lǐng)域，確切的說是提高軸承套圈磨損性能的熱處理工藝。

背景技術(shù)：

軸承在工作中采用帶有固相顆粒的泥水潤滑，這些固相顆粒在機械作用下，引起鋼球表面和軸承的磨粒磨損、表面塑性變形及鋼球材料脆性剝落。磨粒磨損的機理是磨粒的犁溝作用，是微觀的切削過程。

軸承的工作條件惡劣，載荷波動大，沖擊載荷大，振動劇烈，潤滑條件差。在常規(guī)情況下，采用常規(guī)馬氏體淬火，一定程度上提高了沖擊性能，但是耐磨性能仍然較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明發(fā)明目的：為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種能夠有效提高軸承套圈表面硬度，改善軸承表面的耐磨性的軸承套圈熱處理工藝。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

一種提高軸承套圈磨損性能的熱處理工藝，其特征在于，按以下步驟進行：

①氧氮共滲；

a、恒溫?fù)Q氣，在爐中將溫度升高到450~510℃，恒溫30~90min，同時通氮氣換氣，在恒溫?fù)Q氣后期通入氨氣，氨氣流量0.2~0.4m³/h；

b、強滲，繼續(xù)通入氨并通入氧氣，氧流量為40~240ml/min，控制氧氣流量為氨氣流量的2%~5%，控制氨氣分解率在15%~35%，在爐內(nèi)溫度為450~510℃下，強滲3~5h；

c、擴散，氣體成分同第二步，氨分解率控制在30%~90%，控制爐內(nèi)溫度在510~570℃，擴散5~15h；

②淬火；

a、加熱，隨爐加熱至溫度830~860℃后加熱30~55min；

b、油淬，油溫為50~110℃，油淬時間為10~30min；出油冷卻到室溫；

c、冷凍處理，在溫度為-70~-100℃，保持時間2~4h下冷凍處理，最后進行回火，回火溫度為150~200℃。

通過采用上述技術(shù)方案，采用了新的滲氮工藝，少量氧的加入增加鋼材表面對[N]的吸附速度，增加了滲氮的速度，特別是氮化的前期，通過改變氣氛以及改變氨的分解率，能夠控制表面白亮層的形成深度。在滲氮后的重新淬火加熱過程中，軸承表面的滲氮層在650℃左右開始分解，700℃完全分解，表面層的氮原子損失掉一部分，剩余的氮原子向內(nèi)擴散，溶入到奧氏體晶格內(nèi)，冷卻后形成含氮馬氏體。氮固溶進奧氏體內(nèi)起到了強化作用使含氮馬氏體硬度顯著提高。另外，形成的含氮馬氏體能夠有效提高零件的抗回火性，使軸承保持長時間的硬度。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明熱處理工藝流程圖；

圖2a為本發(fā)明實施例一與常規(guī)工藝下工件表面硬度隨深度變化圖；

圖2b為本發(fā)明實施例二與常規(guī)工藝下工件表面硬度隨深度變化圖；

圖2c為本發(fā)明實施例三與常規(guī)工藝下工件表面硬度隨深度變化圖；

圖3為本發(fā)明實施例與常規(guī)工藝下的硬度隨回火溫度變化曲線圖；

圖4為本發(fā)明實施例與常規(guī)工藝下的工件磨損量柱狀圖。

具體實施方式

下面通過實施例對本發(fā)明進行具體的描述，只用于對本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限定，該領(lǐng)域的技術(shù)工程師可根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容對本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整。

實施例一；

如圖1所示為本發(fā)明工藝流程，按以下步驟進行：①氧氮共滲；恒溫?fù)Q氣，在爐中將溫度升高到480℃，恒溫30min，同時通氮氣換氣，在恒溫?fù)Q氣后期通入氨氣，氨氣流量0.2m3/h；控制氧流量是80ml/min條件下，480℃強滲5小時，氨氣分解率18%，550℃擴散14小時，氨氣分解率35%，形成表面白亮層30μm，擴散層0.27mm，表面硬度≥700HV；

②淬火；隨爐加熱至溫度840℃后保持50min，然后油淬，油溫55℃，油淬時間15min，出油冷卻到室溫后冷凍處理，冷處理溫度為-70℃，時間為2.5h，最后進行180℃回火，回火時間為4h。

對所得工件進行硬度檢測，所得結(jié)果如圖2a所示。

實施例二；

如圖1所示為本發(fā)明工藝流程，按以下步驟進行：①氧氮共滲；恒溫?fù)Q氣，在爐中將溫度升高到500℃，恒溫60min，同時通氮氣換氣，在恒溫?fù)Q氣后期通入氨氣，氨氣流量0.3m3/h；控制氧流量是220ml/min條件下，500℃強滲4小時，控制氨氣分解率20%，570℃擴散10小時，控制氨氣分解率45%，形成表面白亮層25μm，擴散層0.34mm，表面硬度≥680HV；

②淬火；隨爐加熱至溫度860℃后保持35min，然后油淬，油溫80℃，油淬時間20min，出油冷卻到室溫后冷凍處理，冷處理溫度為-80℃，時間為2h，最后進行200℃回火，回火時間為4h。

對所得工件進行硬度檢測，所得結(jié)果如圖2b所示。

實施例三；

如圖1所示為本發(fā)明工藝流程，按以下步驟進行：①氧氮共滲；恒溫?fù)Q氣，在爐中將溫度升高到490℃，恒溫90min，同時通氮氣換氣，在恒溫?fù)Q氣后期通入氨氣，氨氣流量0.4m3/h；控制氧流量是200ml/min條件下，490℃強滲5小時，氨氣分解率33%，520℃擴散8小時，氨氣分解率80%，形成表面白亮層27μm，擴散層0.25mm，表面硬度≥710HV；

②淬火；隨爐加熱至溫度830℃后保持40min，然后油淬，油溫110℃，油淬時間28min，出油冷卻到室溫后冷凍處理，冷處理溫度為-100℃，時間為3.5h，最后進行155℃回火，回火時間為4h。

對所得工件進行硬度檢測，所得結(jié)果如圖2c所示。

對上述3個實施例所得工件進行隨回火溫度下的硬度檢測，所得結(jié)果如圖3所示；對上述3個實施例所得工件進行耐磨性檢測，所得結(jié)果如圖4所示。本發(fā)明的工藝能夠顯著提高軸承的表面硬度、抗回火性能和耐磨損性能。本發(fā)明的工藝下軸承的滲層可以達到0.8mm，表面硬度可以提高2HRC以上，抗磨損性能提高30%以上。