軸承鋼球化退火工藝優化試驗

曾海霞， 楊佳

（江陰興澄特種鋼鐵有限公司，江蘇 江陰 214429）

1 引言

軸承鋼主要用于制造滾動軸承滾珠、滾柱和套圈及一些高速旋轉的高負荷機械零部件，因此要求軸承鋼具有高強度、均勻的高硬度、高彈性極限、高接觸疲勞強度、高的耐磨性和一定的韌性。通過控軋控冷加工的軸承鋼往往不能達到上述的要求，必須安排合理的熱處理工藝才能使軸承鋼具有良好的性能。球化退火是其熱處理過程中的關鍵工藝，直接影響軸承鋼使用的可靠性和壽命及其加工性能。軸承鋼球化退火的周期長，通常為10～16h甚至更長，使得軸承鋼的生產效率降低。在滿足性能要求的條件下，合理提高球化退火的速度，對軸承鋼生產效率的提高具有重要意義。

2 試驗用原料

本試驗用原料為控軋控冷GCr15φ32棒材，選取同一煉鋼爐號軋材共計40t進行試驗。

3 退火工藝方案

表1 退火工藝方案

（1）將試驗料分成二個批號，其中一個批號按原工藝退火，軋批號為3857；另一個批號按試驗工藝退火，軋批號為3856。具體方案見表1。

（2）指定5#爐退火，裝爐量≤1200kg/m，速度由原來的4.2m/h提高到4.6m/h，退火速度提高5%。

4 實驗結果及分析

表2 球化組織（SEP 1520-1998，心部區域20%D）

對兩組實驗材料的球化組織、碳化物帶狀、碳化物網狀及硬度做了檢測（碳化物檢測標準為SEP1520，硬度檢測標準為GB/T 231.1-2009），對比分析各檢測項目，實驗檢測項目數據如表2所示。

球化組織檢測對比結果:新舊工藝未見明顯差異。

碳化物帶狀組織檢測結果：新舊工藝符合要求，未見明顯差異。

圖1 球化組織標準評級圖（SEP 1520-1998）［1］

圖2 實驗試拍球化組織照片

表3 碳化物帶狀

表4 帶狀評級標準（企業標準）

圖3 實驗試拍碳化物帶狀組織照片

基于原來的試驗檢測標準GB/T18254對碳化物網狀進行評級，結果如表6所示。

表5 碳化物網狀（SEP 1520-1998）［1］

表6 碳化物網狀評級結果

圖4 碳化物網狀標準評級圖（GB/T 18254-2002）［2］

圖5 實驗試拍碳化物網狀照片

碳化物網狀組織檢測結果：新舊工藝符合要求，未見明顯差異。

硬度檢測結果：新舊工藝符合要求，未見明顯差異。

表7 硬度（GB/T 231.1-2009）

5 結論

此次試驗把退火速度提高了5%，從各項檢測結果來看，球化組織、碳化物帶狀、碳化物網狀、硬度數據都合格，新舊工藝之間沒有明顯區別。因此退火速度提高5%，符合標準要求，而總時間在原來的基礎上減少了4.5%，可以提高生產效率。

［1］SEP 1520-1998，Microskopic examination of cabide structure in steels by means of diagram［S］.

［2］GB/T 18254-2002，高碳鉻軸承鋼［S］.

［3］楊紅波，趙西成，王慶娟，等.GCr15軸承鋼周期球化退火工藝的改進［J］.金屬熱處理，2012，37（5）：74-76.

［4］王一謙，黃貞益，李佑河，等.GCr15軸承鋼球化退火工藝研究［J］.金屬熱處理，2012，27（6）：38-41.

［5］崔忠圻.金屬學與熱處理［M］.北京：機械工業出版社，2003.