一种提高8Cr4Mo4V轴承用钢尺寸稳定性的热处理方法与流程

　　本发明涉及一种提高8cr4mo4v轴承用钢尺寸稳定性的热处理方法。

　　背景技术：

　　8cr4mo4v钢是高温轴承用主要材料，其具有较高的硬度、冲击韧性、耐磨性以及较高的综合力学性能，因此被用于制造航空发动机、燃气轮机、地面燃机等高温轴承部件。其为含有较高的c、cr、mo和v含量的铁基合金。

　　轴承钢因为工作过程中需要较高的硬度和韧性，因此需要采用淬火处理，获得马氏体或贝氏体组织，回火处理不能完全消除马氏体或贝氏体引起的晶格畸变，同时还会在钢中存在残余奥氏体。生产出的轴承零件在存放和使用期间，均会发生碳化物自马氏体中的析出，以及残余奥氏体转变为马氏体等相变。相变的发生将引起尺寸的变化，从而引起轴承中滚动体及套圈之间间隙的改变，从而影响轴承的使用工况，轻则影响轴承的使用寿命，重则会引起轴承零件的直接损害，从而危害到设备的使用安全性，因此对轴承零件进行尺寸稳定性处理，使其尺寸在存放和使用期间达到稳定，就显得特别重要。

　　技术实现要素：

　　本发明目的是为了解决轴承钢经淬火处理后，存在如马氏体中过饱和碳化物的析出和残余奥氏体的分解等引起相变的不稳定因素，而这些亚稳相在经回火处理后，仍然有大量残余，在存放和使用过程中如果发生相变，将会导致轴承零件尺寸发生改变，从而降低轴承的使用寿命或造成损坏的问题，而提供一种提高8cr4mo4v轴承用钢尺寸稳定性的热处理方法。

　　本发明一种提高8cr4mo4v轴承用钢尺寸稳定性的热处理方法具体是按以下步骤进行：

　　一、清洗：先对8cr4mo4v轴承零件进行清洗；

　　二、淬火：对清洗后的8cr4mo4v轴承零件进行淬火处理；

　　三、回火：对淬火后的8cr4mo4v轴承零件进行三次回火处理；

　　四、尺寸稳定性处理：将回火处理后的8cr4mo4v轴承零件转移至冷处理炉，将冷处理炉内温度从室温降至-50℃～-70℃，在温度为-50℃～-70℃的条件下保温2h～4h，然后再将炉内温度从-50℃～-70℃恢复至室温后，将冷处理后的8cr4mo4v轴承零件转移至回火炉中，将回火炉内温度从室温升至390℃～450℃，在温度为390℃～450℃的条件下保温2h～4h，气冷至45℃后出炉；

　　五、重复操作步骤四2～5次，即完成对8cr4mo4v轴承零件的尺寸稳定性处理。

　　本发明的有益效果：

　　本发明将经过淬火和回火后的8cr4mo4v钢进行尺寸稳定性热处理，使轴承钢中存在的亚稳相提前发生相转变，或者使其稳定性增高，使其转变温度高于使用温度，因此能够保证其在使用过程中相稳定。经多次尺寸稳定性热处理后，轴承钢零件的尺寸变化率小于0.00005/mm，使零件在存放和使用期间尺寸稳定性增大。尺寸稳定性处理，使轴承零件的的尺寸稳定性增强，提高轴承零件的使用寿命及使用安全性。

　　具体实施方式

　　具体实施方式一：本实施方式一种提高8cr4mo4v轴承用钢尺寸稳定性的热处理方法具体是按以下步骤进行：

　　一、清洗：先对8cr4mo4v轴承零件进行清洗；

　　二、淬火：对清洗后的8cr4mo4v轴承零件进行淬火处理；

　　三、回火：对淬火后的8cr4mo4v轴承零件进行三次回火处理；

　　四、尺寸稳定性处理：将回火处理后的8cr4mo4v轴承零件转移至冷处理炉，将冷处理炉内温度从室温降至-50℃～-70℃，在温度为-50℃～-70℃的条件下保温2h～4h，然后再将炉内温度从-50℃～-70℃恢复至室温后，将冷处理后的8cr4mo4v轴承零件转移至回火炉中，将回火炉内温度从室温升至390℃～450℃，在温度为390℃～450℃的条件下保温2h～4h，气冷至45℃后出炉；

　　五、重复操作步骤四2～5次，即完成对8cr4mo4v轴承零件的尺寸稳定性处理。

　　本实施方式所述淬火处理包括预热、终热和冷却三个过程，淬火处理的温度为1050℃～1150℃，预热与终热的保温时间均为20min～60min。

　　本实施方式所述回火处理温度均为500℃～600℃，每次回火处理时间为1.5h～3.5h。

　　本实施方式是在真空或惰性气氛保护进行尺寸稳定性处理。

　　具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤四中将冷处理炉内温度从室温降至-50℃，在温度为-50℃的条件下保温2h～4h；将冷处理后的8cr4mo4v轴承零件转移至回火炉中，将回火炉内温度从室温升至400℃，在温度为400℃的条件下保温2h～4h。

　　具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤四中将冷处理炉内温度从室温降至-60℃，在温度为-60℃的条件下保温2h～4h；将冷处理后的8cr4mo4v轴承零件转移至回火炉中，将回火炉内温度从室温升至400℃，在温度为400℃的条件下保温2h～4h。

　　具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤四中将冷处理炉内温度从室温降至-70℃，在温度为-70℃的条件下保温2h～4h；将冷处理后的8cr4mo4v轴承零件转移至回火炉中，将回火炉内温度从室温升至400℃，在温度为400℃的条件下保温2h～4h。

　　具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤四中将冷处理炉内温度从室温降至-60℃，在温度为-60℃的条件下保温2h～4h；将冷处理后的8cr4mo4v轴承零件转移至回火炉中，将回火炉内温度从室温升至410℃，在温度为410℃的条件下保温2h～4h。

　　具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤四中将冷处理炉内温度从室温降至-60℃，在温度为-60℃的条件下保温2h～4h；将冷处理后的8cr4mo4v轴承零件转移至回火炉中，将回火炉内温度从室温升至420℃，在温度为420℃的条件下保温2h～4h。

　　具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤五中重复操作步骤四4次后气冷至45℃出炉。

　　采用以下实施例验证本发明的有益效果：

　　实施例一：一种提高8cr4mo4v轴承用钢尺寸稳定性的热处理方法具体是按以下步骤进行：

　　一、清洗：先对8cr4mo4v轴承零件进行清洗；

　　二、淬火：对清洗后的8cr4mo4v轴承零件进行淬火处理；

　　三、回火：对淬火后的8cr4mo4v轴承零件进行三次回火处理；

　　四、尺寸稳定性处理：将回火处理后的8cr4mo4v轴承零件转移至冷处理炉，将冷处理炉内温度从室温降至-50℃～-70℃，在温度为-50℃～-70℃的条件下保温2h～4h，然后再将炉内温度从-50℃～-70℃恢复至室温后，将冷处理后的8cr4mo4v轴承零件转移至回火炉中，将回火炉内温度从室温升至390℃～450℃，在温度为390℃～450℃的条件下保温2h～4h，气冷至45℃后出炉；

　　五、重复操作步骤四2～5次，即完成对8cr4mo4v轴承零件的尺寸稳定性处理；冷处理温度采用-50℃、-60℃和-70℃，热处理温度采用400℃时，共经过5次稳定处理后，很多尺寸的变化率已经低于0.5/10000的水平。

　　实施例二：本实施例与实施例一的不同在于：冷处理温度采用-60℃，热处理温度采用410℃和420℃时。进行3次稳定处理后，很多尺寸的变化率已经低于0.5/10000的水平。

　　实施例三：本实施例与实施例一的不同在于：选用-55℃、-60℃和-65℃进行冷处理，高温稳定处理选用410℃。进行3次稳定处理后，很多尺寸的变化率已经低于0.5/10000的水平。