本发明涉及轴承产品的热处理,具体是涉及一种大型渗碳钢圆锥轴承精准控温二次淬火热处理工艺,属于轴承热处理。
背景技术:
1、传统加工大型渗碳钢圆锥轴承采用g20cr2ni4作为原材料,如果在套圈渗碳结束后进入二次淬火时等待时间过长会导致表面淬火温度下降,出现屈氏体以及组织级别欠热等的问题。
2、该大型渗碳钢圆锥轴承类型属于轻薄系列,以某具体轴承为例,套圈小端面壁厚28.36mm,大端面处最大壁厚56.5mm,产品高度才95mm,在热处理过程中存在的技术问题如下:
3、轴承套圈在软车工加工过程中需要使用夹具装夹定位后加工,由于该套圈属于轻薄系列导致在锻造结束后给软车预留的加工余量很大,加工结束后会造产品车加工后存在加工应力,后续热处理加工过程中应力释放造成三角形变,后续机加工困难;
4、该套圈在渗碳装料过程中由于产品轻薄,产品放在垫块无法压实,会造成后期瓢曲及变形难以控制;
5、在渗碳结束准备二次淬火过程中由于该产品的外径尺寸2430mm,热处理的现有工装极限尺寸为2400mm,故在摆料过程中存在尺寸问题;
6、由于该产品为渗碳钢在加热后需要上模具进行淬火,在出炉空冷上模具的过程中空冷时间过长会影响产品淬火后的硬度和组织;
7、因此,需要研制能够解决上述技术问题的热处理技术,满足生产需要。
技术实现思路
1、鉴于上述需要解决的技术问题,本发明的目的是提供一种大型渗碳钢圆锥轴承精准控温二次淬火热处理工艺,该工艺能够解决降低热处理后三角变形问题,降低热处理后弯曲变形,解决热处理现有工装尺寸无法满足轴承摆放及解决轴承产品出炉后空冷问题;主要应用于承受重载荷与冲击载荷的应用场合,例如钢铁、水泥风电等零部件。
2、为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:一种大型渗碳钢圆锥轴承精准控温二次淬火热处理工艺,对车加工后的软车套圈进行热处理,所述热处理过程包括:二次加热、油浴淬火、低温回火、风冷及降温工序;所述二次加热工序为奥氏体化处理的过程,其中:温度,起始815℃,出炉前30分钟温度至820℃,出炉前10分钟825℃,总加热时间为200分钟,碳势0.85%,通入工艺氮源及其他气体源;所述油浴淬火:温度40-80℃ 串动10min,停留30min,串动搅拌频率28-32hz,停留搅拌频率20hz;所述低温回火:温度150-160℃,时间6-10h;
3、本发明工艺所涉及的大型轴承规格是,套圈外径直径方向尺寸2430mm;
4、进一步的,所述二次加热工序前需通过摆料工装对套圈进行摆料预处理并在二次加热工序中井式淬火炉中进行加热;
5、进一步的,在二次加热出来进入油淬工序时需要通过模具对套圈进行压模并在油淬工序中的淬火油槽进行淬火;
6、进一步的,所述二次加热工序的氮气流量:6-10m³/h,其他气体源包括甲醇、丙烷,其中,甲醇:3.0-3.5l/h,丙烷:0-1.4 l/h;
7、本方案通过在二次加热过程中采用出炉前30分钟将温度从815℃提温到820℃,并在最后出炉前10分钟将温度从820℃提温到825℃,采用这种精准控温方式目的是解决套圈出炉后空冷问题;保证产品从加热炉中取出后不同层次表面受常温空气损失后仍可以达到工艺目标温度;
8、进一步的,本方案为了解决降低热处理后三角变形问题,所述的车加工后的软车套圈,是在软车过程中粗车工序结束后在温度650℃、时间8小时去应力退火释放应力,再进行精加工到这种软车成品状态;原因在于该套圈属于轻薄系列导致在锻造结束后给软车预留的加工余量很大,会造产品车加工后存在加工应力;
9、进一步的,本技术方案降低热处理后弯曲变形、针对现有热处理工装尺寸不足无法满足要求的手段是通过该方案的摆料工装来实现;所述的摆料工装包括均匀设置于淬火底座上的若干垫铁和位于垫铁上端面与套圈下端面之间的垫块;使用时,采用现有的2400mm的淬火底座上表面均匀摆放好若干垫铁,让套圈下端面(底面)处于一个理论平面并在这个理论平面的上面进行垫块摆放,再将套圈放置在垫块上,让产品与垫块压实,从而实现套圈在装夹过程中的平面度,保证套圈热处理后平面度问题;
10、进一步的,所述的垫铁为厚度50mm、厚直径为100mm的圆环圈;所述垫块为每个垫铁上设置两个;套圈通过垫块起到调平作用,进一步保证套圈垫在垫块上,保证平面度。
11、进一步的,本方案套圈从加热后进入油浴淬火需要通过模具采用双吊穿插方式进行压模;具体的手段是:一个吊将套圈产品从加热炉吊出后另一个吊使用三爪勾进行装夹并放在模具上,另一个吊再将上模具吊起落在产品上端,从而完成压模整个过程,压模完成再进入到淬火油槽进行淬火;
12、进一步的,所述整个压模过程控制时间在3分50秒-4分钟内;满足产品热处理后表面硬度和心部硬度以及组织、屈氏体等性能指标。
13、进一步的,所述油浴淬火工序中,串动采用行吊的方式,上下开动,实现串动。
14、进一步的,所述油浴淬火工序中,具体的搅拌方式为:搅拌在淬火油槽中,分别分四个大搅拌电机带动叶轮进行第一步的快速搅拌,停留的时候采用四个侧面的小搅拌电机带动叶轮进行缓慢冷却。
15、本发明的有益效果在于:
16、从多个方面实现技术创新;通过在软车过程中粗车工序结束后650℃ 8小时去应力退火释放应力,解决降低热处理后三角形变问题;
17、通过设置摆料工装并进行应用,解决产品与垫块无法压视问题,降低热处理后弯曲变形,从而保证套圈产品热处理后平面度问题;
18、同时,通过现有热处理工装结合摆料工装的使用,解决原有工装极限尺寸原因无法满足产品摆放的问题;
19、通过在加热过程中采用精准温控,从而保证由于空冷时间过长导致淬火时表面温度损失问题;
20、最后,在加热结束后进入油淬的压模工作,满足产品热处理后表面硬度和心部硬度以及组织、屈氏体等性能指标。
1.一种大型渗碳钢圆锥轴承精准控温二次淬火热处理工艺,其特征在于,对车加工后的软车套圈进行热处理,所述热处理过程包括:二次加热、油浴淬火、低温回火、风冷及降温工序;所述二次加热工序为奥氏体化处理的过程,其中:温度,起始815℃,出炉前30分钟温度至820℃,出炉前10分钟825℃,总加热时间为200分钟,碳势0.85%,通入工艺氮源及其他气体源;所述油浴淬火:温度40-80℃ 串动10min,停留30min,串动搅拌频率28-32hz,停留搅拌频率20hz;所述低温回火:温度150-160℃,时间6-10h。
2.根据权利要求1所述的一种大型渗碳钢圆锥轴承精准控温二次淬火热处理工艺,其特征在于:所述二次加热工序前需通过摆料工装对套圈进行摆料预处理并在二次加热工序中井式淬火炉中进行加热。
3.根据权利要求1所述的一种大型渗碳钢圆锥轴承精准控温二次淬火热处理工艺,其特征在于:在二次加热出来进入油淬工序时需要通过模具对套圈进行压模并在油淬工序中的淬火油槽进行淬火。
4.根据权利要求1所述的一种大型渗碳钢圆锥轴承精准控温二次淬火热处理工艺,其特征在于:所述二次加热工序的氮气流量:6-10m³/h,其他气体源包括甲醇、丙烷,其中,甲醇:3.0-3.5l/h,丙烷:0-1.4 l/h。
5.根据权利要求1所述的一种大型渗碳钢圆锥轴承精准控温二次淬火热处理工艺,其特征在于:所述的车加工后的软车套圈,是在软车过程中粗车工序结束后在温度650℃、时间8小时去应力退火释放应力。
6.根据权利要求2所述的一种大型渗碳钢圆锥轴承精准控温二次淬火热处理工艺,其特征在于:所述的摆料工装包括均匀设置于淬火底座上的若干垫铁和位于垫铁上端面与套圈下端面之间的垫块;使用时,采用现有的2400mm的淬火底座上表面均匀摆放好若干垫铁,让套圈下端面处于一个理论平面并在这个理论平面的上面进行垫块摆放,再将套圈放置在垫块上,让产品与垫块压实,从而实现套圈在装夹过程中的平面度。
7.根据权利要求6所述的一种大型渗碳钢圆锥轴承精准控温二次淬火热处理工艺,其特征在于:所述的垫铁为厚度50mm、厚直径为100mm的圆环圈;所述垫块为每个垫铁上设置两个。
8.根据权利要求3所述的一种大型渗碳钢圆锥轴承精准控温二次淬火热处理工艺,其特征在于:套圈从加热后进入油浴淬火需要通过模具采用双吊穿插方式进行压模;具体的手段是:一个吊将套圈产品从加热炉吊出后另一个吊使用三爪勾进行装夹并放在模具上,另一个吊再将上模具吊起落在产品上端,从而完成压模整个过程,压模完成再进入到淬火油槽进行淬火。
9.根据权利要求8所述的一种大型渗碳钢圆锥轴承精准控温二次淬火热处理工艺,其特征在于:所述整个压模过程控制时间在3分50秒-4分钟内。
