本發明涉及汽車零部件制造技術領域,具體而言本發明特別涉及一種耐腐蝕軸承制造方法。
背景技術:
使用于汽車手動變速箱、工業減速機、摩托車曲軸、汽車交流發電機等用途的滾動軸承,由于潤滑油或潤滑脂的污染比較嚴重,工作條件非常惡劣,經過常規熱處理的滾動軸承會由于軸承零件發生表面起源型的疲勞剝落而發生早期失效。例如,在汽車手動變速箱中,齒輪的嚙合產生很多金屬碎屑和金屬粉末,這些金屬碎屑和金屬粉末俗稱磨粒,混在潤滑油中,隨潤滑油進入軸承內部,在軸承運轉過程中,卡入鋼球和滾道的接觸區,在鋼球和滾道表面引起大量壓痕。在壓痕的邊緣會產生應力集中,從而加速軸承零件發生疲勞剝落,縮短軸承的壽命。
如果對高碳鉻軸承鋼零件進行碳氮共滲處理,使零件的表層組織中存在一定的殘余奧氏體含量,但同時在碳氮原子的固溶強化作用下,不降低零件表層的硬度和接觸疲勞強度,這樣就能夠降低壓痕的危害性,從而延長污染潤滑工況下軸承的使用壽命。但目前關于高碳鉻軸承碳氮共滲軸承零件的技術仍不成熟,質量不穩定?,F有工藝通常選用先進行碳氮共滲處理,后續進行二次淬火,然而針對軸承鋼GCr15,其淬火溫度一般在830℃~855℃之間,然而該溫度區間對于表面氮的滲透具有較大影響,直接影響了整體零部件表面滲層質量,零件容易出現滲層較淺、組織粗大、變形較大等問題;尤其在二次淬火情況下,零部件尺寸將進一步變形,為后期整形帶來難度,甚至影響后續精度尺寸的加工,嚴重時出現報廢,同時在高碳勢狀態下,碳氮共滲溫度過高、長時間保溫的碳氮共滲條件下,零件表層容易堆積較大顆粒狀的碳氮化物,而產生應力集中,因此并不能根本解決污染工況下滾動軸承壽命縮短的問題。
技術實現要素:
本發明的目的在于提供一種耐腐蝕軸承制造方法,具有良好的耐腐蝕、耐磨性能,提高了軸承的使用壽命,降低了軸承的熱處理加工變形尺寸。
本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現:
一種耐腐蝕軸承制造方法,包括軸承套圈,所述軸承套圈采用GCr15軸承鋼材質制成,采用可控氣氛的箱式多用爐生產線進行對軸承套圈的碳氮共滲,步驟如下:
步驟一:裝料,將軸承套圈擺放在料框內,軸承套圈擺放高度低于料框高度,軸承套圈上下疊放之間間隔設有隔離網;
步驟二:清洗,將軸承套圈運入清洗室內,采用40℃~60℃的清洗液清洗,時間15min~25min,清洗液pH值范圍為8~10;
步驟三:升溫,將軸承套圈運入加熱爐內,溫度保持780℃~800℃,時間10min~20min,通入富化氣丙烷,碳勢升為0.8%~0.9%,通入氨氣,氨氣用量0.15m3/h~0.25m3/h;
步驟四:升溫、升碳勢,加熱爐內溫度升至815℃~825℃,時間5min~10min,通入富化氣丙烷,碳勢升為1.05%~1.15%,通入氨氣,氨氣用量0.15m3/h~0.25m3/h;
步驟五:均碳排氣,加熱爐內溫度保持815℃~825℃,時間60min~90min,持續通入富化氣丙烷,碳勢保持為1.0%~1.1%,持續通入氨氣,氨氣用量0.15m3/h~0.25m3/h;
步驟六:碳氮共滲,加熱爐內溫度保持815℃~825℃,時間320min~360min,持續通入富化氣丙烷,碳勢保持為1.05%~1.15%,持續通入氨氣,氨氣用量0.25m3/h~0.4m3/h;
步驟七:升溫、保溫,加熱爐內升至830℃~840℃,待溫度穩定后保溫時間20min~30min,持續通入富化氣丙烷,碳勢保持為0.95%~1.05%,持續通入氨氣,氨氣用量0.25m3/h~0.4m3/h;
步驟八:淬火,采用KR218快速光亮淬火油,油溫保持50℃~70℃,快攪速度為800r/min~1200r/min,快攪時間10min~15min,慢攪速度為400r/min~600r/min;
步驟九:清洗,將軸承套圈運入清洗室內,采用40℃~60℃的清洗液清洗,時間10min~15min,清洗液pH值范圍為8~10;
步驟十:回火,將軸承套圈運入箱式回火爐內,回火溫度160℃~180℃,回火時間240min~300min。
采用可控氣氛的箱式多用爐生產線進行對軸承套圈的碳氮共滲,優選步驟如下:
步驟一:裝料,將軸承套圈擺放在料框內,軸承套圈擺放高度低于料框高度,軸承套圈上下疊放之間間隔設有隔離網;
步驟二:清洗,將軸承套圈運入清洗室內,采用40℃的清洗液清洗,時間20min,清洗液pH值范圍為9;
步驟三:升溫,將軸承套圈運入加熱爐內,溫度保持795℃,時間15min,通入富化氣丙烷,碳勢升為0.85%,通入氨氣,氨氣用量0.22m3/h;
步驟四:升溫、升碳勢,加熱爐內溫度升至818℃,時間10min,通入富化氣丙烷,碳勢升為1.18%,通入氨氣,氨氣用量0.22m3/h;
步驟五:均碳排氣,加熱爐內溫度保持822℃,時間80min,持續通入富化氣丙烷,碳勢保持為1.05%,持續通入氨氣,氨氣用量0.22m3/h;
步驟六:碳氮共滲,加熱爐內溫度保持822℃,時間360min,持續通入富化氣丙烷,碳勢保持為1.1%,持續通入氨氣,氨氣用量0.35m3/h;
步驟七:升溫、保溫,加熱爐內升至835℃,待溫度穩定后保溫時間25min,持續通入富化氣丙烷,碳勢保持為0.95%,持續通入氨氣,氨氣用量0.35m3/h;
步驟八:淬火,采用KR218快速光亮淬火油,油溫保持60℃,快攪速度為1000r/min,快攪時間15min,慢攪速度為600r/min;
步驟九:清洗,將軸承套圈運入清洗室內,采用60℃的清洗液清洗,時間10min,清洗液pH值范圍為9;
步驟十:回火,將軸承套圈運入箱式回火爐內,回火溫度165℃,回火時間300min。
所述清洗液配比為:1%重油垢清洗劑、3%防銹劑及余量水。
本發明與現有技術相比具有如下突出的優點和效果:本發明具有良好的耐腐蝕、耐磨性能,提高了軸承的使用壽命,降低了軸承的熱處理加工變形尺寸。
本發明的特點可參閱以下較好實施方式的詳細說明而獲得清楚地了解。
具體實施方式
為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解,下面進一步闡述本發明。
本發明提供的一種耐腐蝕軸承制造方法,包括軸承套圈,所述軸承套圈采用GCr15軸承鋼材質制成,采用可控氣氛的箱式多用爐生產線進行對軸承套圈的碳氮共滲,步驟如下:
步驟一:裝料,將軸承套圈擺放在料框內,軸承套圈擺放高度低于料框高度,軸承套圈上下疊放之間間隔設有隔離網;
步驟二:清洗,將軸承套圈運入清洗室內,采用40℃~60℃的清洗液清洗,優選的清洗液溫度值為40℃、45℃或50℃,時間15min~25min,清洗液pH值范圍為8~10;
步驟三:升溫,將軸承套圈運入加熱爐內,溫度保持780℃~800℃,時間10min~20min,通入富化氣丙烷,碳勢升為0.8%~0.9%,通入氨氣,氨氣用量0.15m3/h~0.25m3/h;
步驟四:升溫、升碳勢,加熱爐內溫度升至815℃~825℃,時間5min~10min,通入富化氣丙烷,碳勢升為1.05%~1.15%,通入氨氣,氨氣用量0.15m3/h~0.25m3/h;
步驟五:均碳排氣,加熱爐內溫度保持815℃~825℃,時間60min~90min,持續通入富化氣丙烷,碳勢保持為1.0%~1.1%,持續通入氨氣,氨氣用量0.15m3/h~0.25m3/h;
步驟六:碳氮共滲,加熱爐內溫度保持815℃~825℃,時間320min~360min,持續通入富化氣丙烷,碳勢保持為1.05%~1.15%,持續通入氨氣,氨氣用量0.25m3/h~0.4m3/h;
步驟七:升溫、保溫,加熱爐內升至830℃~840℃,待溫度穩定后保溫時間20min~30min,持續通入富化氣丙烷,碳勢保持為0.95%~1.05%,持續通入氨氣,氨氣用量0.25m3/h~0.4m3/h;
步驟八:淬火,采用KR218快速光亮淬火油,油溫保持50℃~70℃,快攪速度為800r/min~1200r/min,快攪時間10min~15min,慢攪速度為400r/min~600r/min;
步驟九:清洗,將軸承套圈運入清洗室內,采用40℃~60℃的清洗液清洗,優選的清洗液溫度值為50℃、55℃或60℃,時間10min~15min,清洗液pH值范圍為8~10;
步驟十:回火,將軸承套圈運入箱式回火爐內,回火溫度160℃~180℃,回火時間240min~300min。
進一步,本發明采用可控氣氛的箱式多用爐生產線進行對軸承套圈的碳氮共滲,優選步驟如下:
步驟一:裝料,將軸承套圈擺放在料框內,軸承套圈擺放高度低于料框高度,軸承套圈上下疊放之間間隔設有隔離網;
步驟二:清洗,將軸承套圈運入清洗室內,采用40℃的清洗液清洗,時間20min,清洗液pH值范圍為9;
步驟三:升溫,將軸承套圈運入加熱爐內,溫度保持795℃,時間15min,通入富化氣丙烷,碳勢升為0.85%,通入氨氣,氨氣用量0.22m3/h;
步驟四:升溫、升碳勢,加熱爐內溫度升至818℃,時間10min,通入富化氣丙烷,碳勢升為1.18%,通入氨氣,氨氣用量0.22m3/h;
步驟五:均碳排氣,加熱爐內溫度保持822℃,時間80min,持續通入富化氣丙烷,碳勢保持為1.05%,持續通入氨氣,氨氣用量0.22m3/h;
步驟六:碳氮共滲,加熱爐內溫度保持822℃,時間360min,持續通入富化氣丙烷,碳勢保持為1.1%,持續通入氨氣,氨氣用量0.35m3/h;
步驟七:升溫、保溫,加熱爐內升至835℃,待溫度穩定后保溫時間25min,持續通入富化氣丙烷,碳勢保持為0.95%,持續通入氨氣,氨氣用量0.35m3/h;
步驟八:淬火,采用KR218快速光亮淬火油,油溫保持60℃,快攪速度為1000r/min,快攪時間15min,慢攪速度為600r/min;
步驟九:清洗,將軸承套圈運入清洗室內,采用60℃的清洗液清洗,時間10min,清洗液pH值范圍為9。
步驟十:回火,將軸承套圈運入箱式回火爐內,回火溫度165℃,回火時間300min。
進一步,本發明清洗液配比為:1%重油垢清洗劑、3%防銹劑及余量水,提高清潔度。
依據上述,本發明的方法原理為:裝料,通過增設隔離網可以避免軸承套圈上下疊壓,降低因加熱保溫過程中出現變形;清洗分為前清洗和后清洗,前清洗用于清洗軸承套圈表面污漬,提高后續滲碳滲氮效果,避免出現碳氮共滲軟點,后清洗方便清洗淬火油污,避免因在回火過程中出現污漬,提高零部件外觀清潔度,有利于后續檢測;升溫,方便對爐內氣氛進行調整,同時對軸承套圈進行預熱處理;升溫、升碳勢,進一步完成對爐內氣氛的調整處理,有利于后續碳氮共滲;均碳排氣,穩定爐內氣氛環境,為碳氮共滲做預期準備;碳氮共滲,主要完成對氮原子對軸承套圈表面進行滲透,因GCr15軸承鋼含碳量通常在0.95%1.05%,合理的調整碳勢,避免出現碳氮化合物聚集,滲氮處理可以提高了表面耐腐蝕性能,同時結合高含量的碳原子,可以增強耐磨性,結合形成良好的表面滲層組織,提高使用性能;升溫、保溫,結合多用爐特性,可以方便形成一次性淬火,同時增加淬火溫度,提高了軸承套圈內部的淬透性,方便軸承套圈內部具有良好的淬火性能和馬氏體組織,提高軸承套圈性能,同時采用一次直接淬火工藝,可以避免軸承套圈二次加熱保溫,有利于減少尺寸變形;回火,用于去除軸承套圈淬火應力。
利用本發明生產的產品,其檢驗如下表:
其中變形量的檢測依據軸承套圈尺寸大小制定對應標準,在此不再詳細描述,回火穩定性的檢測采用選取樣本軸承套圈,進行二次回火處理,采用同樣回火工藝,檢測前后兩次回火后,硬度差值不大于1HRC。
本發明具有良好的耐腐蝕、耐磨性能,提高了軸承的使用壽命,降低了軸承的熱處理加工變形尺寸。
由技術常識可知,本發明可以通過其它的不脫離其精神實質或必要特征的實施方案來實現。因此,上述公開的實施方案,就各方面而言,都只是舉例說明,并不是僅有的。所有在本發明范圍內或在等同于本發明的范圍內的改變均被本發明包含。