專利名稱：一種中碳合金鋼軸承環件軋制形變淬火復合強化方法
技術領域：
本發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件軋制形變淬火復合強化方法。
背景技術：
軸承環件是裝備制造業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，熱軋成形的環件通常需要放置數十小時冷卻至室溫，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，導致環件力學性能下降。
發明內容
針對以上現狀，本發明的目的在于提供一種中碳合金鋼軸承環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。為了實現上述目的，本發明的技術方案是一種中碳合金鋼軸承環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、沖連皮制成規定尺寸環坯；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坯鍛造開裂，環坯終鍛溫度控制在950 1100°C ；
(3)熱軋將制成的環坯在軋環機上熱軋成形為規定尺寸環件；熱軋后環件溫度控制在860 950°C，防止因環件溫度過高而使得淬火前環件放置時間長，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件具有較高的回火抗力，回火溫度較低將顯著降低環件沖擊韌性；將淬火后的環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定銜接控制，使軸承環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，相比傳統的軋制后空冷至室溫再加熱淬火，縮短了工藝流程，節約了加熱能源，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為本發明具體實施例42CrMo鋼環件料段加熱工藝曲線圖。圖2為本發明具體實施例42CrMo鋼環件淬火工藝曲線圖。圖3為本發明具體實施例42CrMo鋼環件高溫回火工藝曲線圖。圖4為本發明具體實施例50Mn鋼環件料段加熱工藝曲線圖。 圖5為本發明具體實施例50Mn鋼環件淬火工藝曲線圖。圖6為本發明具體實施例50Mn鋼環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明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發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鋼軸承環件為例，其軋制形變淬火復合強化方法按如下步驟實現 (I)坯料加熱采用連續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、沖連皮制成規定尺寸的環坯，環坯終鍛溫度控制在960± 10°C。(3)熱軋將制成的環坯在軋環機上軋制成形為規定尺寸環件，軋制過程中控制軋環機力能，使環件在軋制溫度范圍內快速變形，熱軋成形環件溫度控制在870± 10°C。(4)淬火將熱軋成形環件放置至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件進行650±10°C、保溫6小時高溫回火處理。料段加熱、環件淬火、環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據平均值如表
Io表I 42CrMo鋼軸承環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、沖連皮制成規定尺寸環坯；環坯終鍛溫度控制在950 1100°C ； (3)熱軋將制成的環坯在軋環機上熱軋成形為規定尺寸環件；熱軋后環件溫度控制在 860 950 0C ； (4)淬火將軋成形的環件放置至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
本發明涉及一種軸承制造技術。一種中碳合金鋼軸承環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、沖連皮制成規定尺寸環坯，環坯終鍛溫度控制在950～1100℃；(3)熱軋將制成的環坯在軋環機上熱軋成形為規定尺寸環件，熱軋成形環件溫度控制在860～950℃；(4)淬火將軋成形的環件放置至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 優先權日2012年11月6日
發明者錢東升, 華林, 汪小凱, 毛華杰 申請人:武漢理工大學