一种轴承保持器的热处理方法

技术领域

本申请涉及一种轴承保持器的热处理方法，属于金属材料热处理技术领域。

背景技术

碳氮共渗是向钢件表面同时渗入碳和氮的化学表面热处理工艺。碳氮共渗在一定程度上克服了渗氮层硬度虽高但渗层较浅，而渗碳层虽硬化深度大，但表面硬度较低的缺点。目前，传统的碳氮共渗工艺选用甲醇、氨气、丙烷等共渗介质同时对工件提供氛围进行热处理，此过程中碳元素和氮元素同时进行渗透，然后辅以淬火、回火等手段达到增强工件强度和耐磨性等技术要求。

CRB轴承保持器在传统渗碳淬火过程中，采用高温渗碳和快速淬火冷却的方式，内部应力大，使得产品尺寸变形较大，尺寸合格率仅在80％左右。

发明内容

为了解决上述问题，提供了一种轴承保持器的热处理方法，通过采用预热并限定预热温度和碳氮共渗温度，再配合热油冷却淬火，降低了保持器内部应力，明显改善了CRB保持器的热处理变形情况，使保持器尺寸合格率提高到97％以上。

根据本申请的一个方面，提供了一种轴承保持器的热处理方法，包括以下步骤：

(1)前处理：将工件进行清洗去掉表面油污；

(2)预热：将工件先加热至300-350℃，保温，然后出炉，5min内进行碳氮共渗；

(3)碳氮共渗：将预热后的工件入炉，加热至780-810℃，到温后通入含碳气体和含氮气体，保温；

(4)淬火：将工件浸入淬火油中进行淬火；

(5)清洗：清洗掉工件表面残留淬火油污；

(6)回火：清洗后将工件装入回火炉，出炉后空冷即可。

可选地，步骤(2)的保温时间为60-90min。

可选地，步骤(3)中含碳气体为甲醇，含氮气体为氨气。

可选地，甲醇的流量为40-50mL/min，氨气的流量为2-6L/min。

可选地，步骤(3)的保温时间为50-70min。

可选地，步骤(4)中淬火油温度为130-140℃，淬火时间为15-30min，沥油40-50min。

可选地，步骤(5)中回火温度为200-250℃，保温110-130min。

具体地，回火完成后出炉空气冷却至室温25℃即完成热处理工艺。

本申请的有益效果包括但不限于：

1.根据本申请的轴承保持器的热处理方法，通过采用预热并限定预热温度和碳氮共渗温度，再配合热油冷却淬火，明显改善了CRB保持器的热处理变形情况，使保持器尺寸合格率提高到97％以上。

2.根据本申请的轴承保持器的热处理方法，通过限定预热温度使保持器温度内外温度保持一致性，有利于保持器应力的释放，能有效减小在后续热处理中工件变形。

3.根据本申请的轴承保持器的热处理方法，通过降低碳氮共渗的温度至780-810℃的范围内，有效降低保持器内部应力，减少变形。

4.根据本申请的轴承保持器的热处理方法，通过进行快速淬火，限定淬火温度，降低冷却速度，减少热胀冷缩带来的变形量，使工件具备良好的力学性能，合格率高。

5.根据本申请的轴承保持器的热处理方法，通过限定回火温度和时间，利用ε相时效效应，使工件的硬度达标，符合产品质量要求。

具体实施方式

下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。

除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。本发明所使用的试剂或原料均可通过常规途径购买获得，如无特殊说明，本发明所使用的试剂或原料均按照本领域常规方式使用或者按照产品说明书使用。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。本专利中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。

以下实施例均以CRB 8127型号的保持器为例，进行不同的热处理方法。

实施例1热处理方法1#

具体包括以下步骤：

(1)前处理：将工件进行清洗去掉表面油污；

(2)预热：将工件先加热至320℃，保温80min，然后出炉，5min内进行碳氮共渗；

(3)碳氮共渗：将预热后的工件入炉，加热至800℃，到温后通入(流量：45mL/min)和氨气(流量3L/min)，保温60min；

(4)淬火：将工件浸入淬火油中进行淬火，淬火油温度为135℃，淬火时间为20min，沥油45min；

(5)清洗：清洗掉工件表面残留淬火油污；

(6)回火：清洗后将工件装入回火炉，回火温度为220℃，保温120min，出炉后空冷即可。

实施例2热处理方法2#

具体包括以下步骤：

(1)前处理：将工件进行清洗去掉表面油污；

(2)预热：将工件先加热至300℃，保温90min，然后出炉，5min内进行碳氮共渗；

(3)碳氮共渗：将预热后的工件入炉，加热至780℃，到温后通入(流量：50mL/min)和氨气(流量6L/min)，保温70min；

(4)淬火：将工件浸入淬火油中进行淬火，淬火油温度为130℃，淬火时间为30min，沥油50min；

(5)清洗：清洗掉工件表面残留淬火油污；

(6)回火：清洗后将工件装入回火炉，回火温度为200℃，保温110min，出炉后空冷即可。

实施例3热处理方法3#

具体包括以下步骤：

(1)前处理：将工件进行清洗去掉表面油污；

(2)预热：将工件先加热至350℃，保温60min，然后出炉，5min内进行碳氮共渗；

(3)碳氮共渗：将预热后的工件入炉，加热至810℃，到温后通入(流量：45mL/min)和氨气(流量2L/min)，保温50min；

(4)淬火：将工件浸入淬火油中进行淬火，淬火油温度为140℃，淬火时间为15min，沥油40min；

(5)清洗：清洗掉工件表面残留淬火油污；

(6)回火：清洗后将工件装入回火炉，回火温度为250℃，保温110min，出炉后空冷即可。

对比例1对比方法1#

对比方法1#与热处理方法1#的差别为：对比方法1#中无预热步骤。

对比例2对比方法2#

对比方法2#与热处理方法1#的差别为：对比方法2#中碳氮共渗的温度为900℃。

对比例3对比方法3#

对比方法3#与热处理方法1#的差别为：对比方法3#淬火步骤中将工件浸入淬火油中进行淬火，淬火油温度为70℃。

实验例

采用热处理方法1#-3#和对比方法1#-3#分别对400件CRB 8127型号，直径为365mm的保持器进行热处理，图纸要求尺寸标准为365±0.4，超出该范围即为不合格，最终产品合格率如表1所示。

通过以上数据可以得知，采用本申请限定方法热处理后的保持器尺寸超差件数少，产品合格率均在97％以上，产品质量稳定。

对比方法1#无预热步骤，最终合格率不高，分析原因为保持器内外温度一致性差，内部应力大，易变形；对比方法2#共渗温度高，最终合格率不高，分析原因为产品内应力大；对比方法3#淬火油温度低，最终合格率不高，分析原因为冷却速度过快，导致变形量大。

以上所述，仅为本申请的实施例而已，本申请的保护范围并不受这些具体实施例的限制，而是由本申请的权利要求书来确定。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的技术思想和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。