一种高氮不锈钢滚珠螺母热处理工艺

技术领域

本发明属于热处理技术领域，具体涉及一种高氮不锈钢滚珠螺母热处理工艺。

背景技术

鉴于传统的高碳高铬不锈钢很难满足高承载、高转速、长寿命和高可靠性等技术需求以及耐磨、耐高低温、耐蚀和低噪音等苛刻的工作环境，近年来开发出一系列高耐温耐蚀的高氮不锈钢，如Cronidur30和G30Cr15MoN(X30N)等。这类钢在中低碳马氏体不锈钢中加入0.10～0.50％的氮合金化，从而满足高硬度、耐高温和高耐蚀等性能。钢中加氮后微观组织与碳化物明显细化，经适当淬回火处理可获得58HRC以上的高硬度，因此高氮不锈钢是一种集碳化物充分细化、耐高温、高强度、高耐腐蚀能力、优异耐磨性、良好韧性及加工性能于一体的优质钢。

现有机构对高氮不锈钢热处理工艺采用整体淬火+低温回火(150～180℃)处理，以获得高硬度(≥58HRC)、高耐磨性和高疲劳性能，这种热处理工艺适合于受力单一的轴承类零件。滚珠螺母工作条件与轴承类似，但其受力情况比较轴承更为复杂。它在工作过程中不仅受到类似于轴承零件高的表面接触应力，产品整体还受到扭转等应力，工作过程中还受到一定的冲击力。因此，类似于轴承的热处理工艺不能满足滚珠螺母的力学性能要求，必须开发出一种新的热处理工艺，来满足滚珠螺母的技术要求。

发明内容

为了解决现有高氮不锈钢轴承类热处理工艺不能解决滚珠螺母产生的受力情况比较轴承更为复杂、它在工作过程中不仅受到类似于轴承零件高的表面接触应力，产品整体还受到扭转等应力，工作过程中还受到一定的冲击力的问题。

本发明一种高氮不锈钢滚珠螺母热处理工艺，所述工艺步骤如下：

A.淬火：淬火加热温度控制在1000～1020℃之间，保温时间为60～70分钟，油冷至100～150℃出油空冷至室温；

B.冷冻：冷冻处理在冷冻箱内进行，温度为-80℃，时间为：冷冻处理2h；

C.首次回火：首次回火温度控制在270～290℃，保温时间控制在3h，空冷；

D.二次冷冻：二次冷冻仍然在冷冻箱内进行，温度为-80℃，时间为：冷冻处理2h；

E.二次回火：二次回火温度仍然控制在270～290℃，保温时间控制在3h，空冷；

得到的高氮不锈钢滚珠螺母硬度为54～60HRC。

本发明优点：

本发明一种高氮不锈钢滚珠螺母热处理工艺，正是针对高氮不锈钢的组织性能特点，形成了新的高氮不锈钢滚珠螺母热处理工艺方法，使得此类高氮不锈钢热处理后实现高硬度、高耐磨、耐高温、耐蚀等性能匹配，同时具有较好韧性，耐冲击等性能，满足滚珠螺母的使用要求。

附图说明

图1为本发明流程示意图；

具体实施方式

如图1所示：本发明一种高氮不锈钢滚珠螺母热处理工艺，所述工艺步骤如下：

A.淬火：淬火加热温度控制在1000～1020℃之间，保温时间为60～70分钟，油冷至100～150℃出油空冷至室温；

B.冷冻：冷冻处理在冷冻箱内进行，温度为-80℃，时间为：冷冻处理2h；

C.首次回火：首次回火温度控制在270～290℃，保温时间控制在3h，空冷；

D.二次冷冻：二次冷冻仍然在冷冻箱内进行，温度为-80℃，时间为：冷冻处理2h；

E.二次回火：二次回火温度仍然控制在270～290℃，保温时间控制在3h，空冷；

得到的高氮不锈钢滚珠螺母硬度为54～60HRC。

本发明所述的高氮不锈钢成分百分比：C：0.28～0.34％，Si≤0.8％，Mn≤0.6％，S≤0.010％，P≤0.020，Cr：14.5～16.0％，Mo：0.95～1.10％，N：0.35～0.44％，除不可避免的杂质元素，余量为Fe。

本发明实验数据：

实施例1：淬火加热温度1000℃，保温时间60分钟，油冷至100～150℃出油空冷至室温，首次冷冻，-80℃冷冻处理2h，二次回火温度270℃～290℃，保温时间3h，空冷，二次冷冻-80℃冷冻处理2h，二次回火温度270℃～290℃，保温时间3h，空冷。具体热处理过程及硬度检测结果见表1：

热处理过程及硬度检测结果表1

实施例2：淬火加热温度1010℃，保温时间60分钟，油冷至100～150℃出油空冷至室温，首次冷冻，-80℃冷冻处理2h，二次回火温度270℃～290℃，保温时间3h，空冷，二次冷冻-80℃冷冻处理2h，二次回火温度270℃～290℃，保温时间3h，空冷。具体热处理过程及硬度检测结果见表2：

热处理过程及硬度检测结果表2：

实施例3：淬火加热温度1020℃，保温时间60分钟，油冷至100～150℃出油空冷至室温，首次冷冻，-80℃冷冻处理2h，二次回火温度270℃～290℃，保温时间3h，空冷，二次冷冻-80℃冷冻处理2h，二次回火温度270℃～290℃，保温时间3h，空冷。具体热处理过程及硬度检测结果见表3：

热处理过程及硬度检测结果表3：

本发明提供一种高氮不锈钢滚珠螺母热处理工艺，正是针对高氮不锈钢的组织性能特点，形成了新的高氮不锈钢滚珠螺母热处理工艺方法，使得此类高氮不锈钢热处理后实现高硬度、高耐磨、耐高温、耐蚀等性能匹配，同时具有较好韧性，耐冲击等性能，满足滚珠螺母的使用要求。