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1、10申请公布号CN104213040A43申请公布日20141217CN104213040A21申请号201410426135422申请日20140827C22C38/50200601C21D8/00200601C23C8/22200601C23F17/0020060171申请人南京创贝高速传动机械有限公司地址210000江苏省南京市江宁经济技术开发区蓝天路以南72发明人陆树根杨忠喜冯强龙74专利代理机构南京利丰知识产权代理事务所特殊普通合伙32256代理人任立54发明名称一种高强度轴承的专用钢材及其加工工艺57摘要本发明公开了一种高强度轴承的专用钢材及其加工工艺,其坯料的化学成分的质量百分比。
2、为C024026,SI010012,MN095097,NI045047,CR6365,MO026028,SR032034,NB008010,CU003005,AL017019,TI026028,S001,P002,稀土金属015017,余量为FE;其中,稀土金属的化学成分质量百分比为镨35,钕1113,钷911,钆35,镥24,铕68,铽13,钬46,余量为铒;本发明还公开了一种高强度轴承的加工工艺,包括锻造、退火、回火、车加工、渗碳和热处理;具有加工尺寸精度高,产品内在质量稳定,性能优异,使用寿命长,可靠性高的特点。51INTCL权利要求书2页说明书5页19中华人民共和国国家知识产权局12发。
3、明专利申请权利要求书2页说明书5页10申请公布号CN104213040ACN104213040A1/2页21一种高强度轴承的专用钢材,其特征在于,其坯料的化学成分的质量百分比为C024026,SI010012,MN095097,NI045047,CR6365,MO026028,SR032034,NB008010,CU003005,AL017019,TI026028,S001,P002,稀土金属015017,余量为FE。2如权利要求1所述的高强度轴承的专用钢材,其特征在于所述稀土金属的化学成分质量百分比为镨35,钕1113,钷911,钆35,镥24,铕68,铽13,钬46,余量为铒。3如权利要求。
4、2所述的高强度轴承的专用钢材,其特征在于,其坯料的化学成分的质量百分比为C024,SI010,MN095,NI045,CR63,MO026,SR032,NB008,CU003,AL017,TI026,S001,P002,稀土金属015,余量为FE;所述稀土金属的化学成分质量百分比为镨3,钕11,钷9,钆3,镥2,铕6,铽1,钬4,余量为铒。4如权利要求2所述的高强度轴承的专用钢材,其特征在于,其坯料的化学成分的质量百分比为C026,SI012,MN097,NI047,CR65,MO028,SR034,NB010,CU005,AL019,TI028,S0008,P0015,稀土金属017,余量为。
5、FE;所述稀土金属的化学成分质量百分比为镨5,钕13,钷11,钆5,镥4,铕8,铽3,钬6,余量为铒。5如权利要求2所述的高强度轴承的专用钢材,其特征在于,其坯料的化学成分的质量百分比为C025,SI011,MN096,NI046,CR64,MO027,SR033,NB009,CU004,AL018,TI027,S0009,P0018,稀土金属016,余量为FE;所述稀土金属的化学成分质量百分比为镨4,钕12,钷10,钆4,镥3,铕7,铽2,钬5,余量为铒。6如权利要求1或2所述的高强度轴承的加工工艺,包括锻造、退火、回火、车加工、渗碳和热处理,其特征在于所述锻造工序将工件坯料保持在87089。
6、0下,进行自由锻,时间为1315分钟;所述退火工序热锻后,在745755保温1618分钟,然后炉冷至205215后保温911分钟,最后冷却至室温;所述回火工序回火温度735745,到温后保温57分钟,然后空冷至室温;所述车加工工序将冷却后的坯料,采用数控车床加工成圆柱形粗料;所述渗碳工序将粗料置入具有活性渗碳介质中,加热到985995,保温1214分钟;所述热处理工序热处理温度915935,到温后保温810分钟,然后采用油冷以13/S的冷却速率将粗料冷却至室温。7如权利要求6所述的高强度轴承的加工工艺,包括锻造、退火、回火、车加工、渗碳和热处理,其特征在于所述锻造工序将工件坯料保持在870下,。
7、进行自由锻,时间为15分钟;所述退火工序热锻后,在745保温18分钟,然后炉冷至205后保温11分钟,最后冷却至室温;所述回火工序回火温度735,到温后保温7分钟,然后空冷至室温;权利要求书CN104213040A2/2页3所述车加工工序将冷却后的坯料,采用数控车床加工成圆柱形粗料;所述渗碳工序将粗料置入具有活性渗碳介质中,加热到985,保温14分钟;所述热处理工序热处理温度915,到温后保温10分钟,然后采用油冷以1/S的冷却速率将粗料冷却至室温。8如权利要求6所述的高强度轴承的加工工艺,包括锻造、退火、回火、车加工、渗碳和热处理,其特征在于所述锻造工序将工件坯料保持在890下,进行自由锻,。
8、时间为13分钟;所述退火工序热锻后,在755保温16分钟,然后炉冷至215后保温9分钟,最后冷却至室温;所述回火工序回火温度745,到温后保温5分钟,然后空冷至室温;所述车加工工序将冷却后的坯料,采用数控车床加工成圆柱形粗料;所述渗碳工序将粗料置入具有活性渗碳介质中,加热到995,保温12分钟;所述热处理工序热处理温度935,到温后保温8分钟,然后采用油冷以3/S的冷却速率将粗料冷却至室温。9如权利要求6所述的高强度轴承的加工工艺,包括锻造、退火、回火、车加工、渗碳和热处理,其特征在于所述锻造工序将工件坯料保持在880下,进行自由锻,时间为14分钟;所述退火工序热锻后,在750保温17分钟,然。
9、后炉冷至210后保温10分钟,最后冷却至室温;所述回火工序回火温度740,到温后保温6分钟,然后空冷至室温;所述车加工工序将冷却后的坯料,采用数控车床加工成圆柱形粗料;所述渗碳工序将粗料置入具有活性渗碳介质中,加热到990,保温13分钟;所述热处理工序热处理温度920,到温后保温9分钟,然后采用油冷以2/S的冷却速率将粗料冷却至室温。权利要求书CN104213040A1/5页4一种高强度轴承的专用钢材及其加工工艺技术领域0001本发明属于机械传动技术领域,涉及一种轴承钢材,具体地说是一种高强度轴承的专用钢材及其加工工艺。背景技术0002轴承是当代机械设备中一种举足轻重的零部件,它在机械传动过程。
10、中起固定和减小载荷摩擦系数的作用,当其它机件在轴上彼此产生相对运动时,用来降低动力传递过程中的摩擦系数和保持轴中心位置固定的机件,它的主要功能是支撑机械旋转体,用以降低设备在传动过程中的机械载荷摩擦系数。0003目前在我国,轴承行业生产集中度较低,且研发和创新能力低,由于大多数企业在创新体系的建设和运行、研发和创新的资金投入、人才开发等方面仍处于低水平,加上面向行业服务的科研院所走向企业化,国家已没有对行业共性技术研究的投入,从而削弱了面向行业进行研发的功能。0004同时,制造技术水平低也是我国轴承行业面临的主要问题之一,我国轴承工业制造工艺和工艺装备技术发展缓慢,车加工数控率低,磨加工自动化。
11、水平低,尤其是对轴承寿命和可靠性至关重要的先进热处理工艺和装备,如控制气氛保护加热、双细化、贝氏体淬火等覆盖率低,许多技术难题攻关未能取得突破。轴承钢新钢种的研发,钢材质量的提高,润滑、冷却、清洗和磨料磨具等相关技术的研发,尚不能适应轴承产品水平和质量提高的要求。因而造成工序能力指数低,一致性差,产品加工尺寸离散度大,产品内在质量不稳定而影响轴承的精度、性能、寿命和可靠性。发明内容0005本发明所要解决的技术问题是,克服现有技术的缺点,提供一种高强度轴承的加工工艺,具有加工尺寸精度高,产品内在质量稳定,性能优异,使用寿命长,可靠性高的特点。0006为了解决以上技术问题,本发明提供一种高强度轴承。
12、的专用钢材,其坯料的化学成分的质量百分比为C024026,SI010012,MN095097,NI045047,CR6365,MO026028,SR032034,NB008010,CU003005,AL017019,TI026028,S001,P002,稀土金属015017,余量为FE。0007其中,稀土金属的化学成分质量百分比为镨35,钕1113,钷911,钆35,镥24,铕68,铽13,钬46,余量为铒。0008本发明进一步限定的技术方案是提供一种高强度轴承的专用钢材,其坯料的化学成分的质量百分比为C024,SI010,MN095,NI045,CR63,MO026,SR032,NB008,。
13、CU003,AL017,TI026,S001,P002,稀土金属015,余量为FE;其中,稀土金属的化学成分质量百分比为镨3,钕11,钷9,钆3,镥2,铕说明书CN104213040A2/5页56,铽1,钬4,余量为铒。0009提供一种高强度轴承的专用钢材,其坯料的化学成分的质量百分比为C026,SI012,MN097,NI047,CR65,MO028,SR034,NB010,CU005,AL019,TI028,S0008,P0015,稀土金属017,余量为FE;其中,稀土金属的化学成分质量百分比为镨5,钕13,钷11,钆5,镥4,铕8,铽3,钬6,余量为铒。0010提供一种高强度轴承的专用钢。
14、材,其坯料的化学成分的质量百分比为C025,SI011,MN096,NI046,CR64,MO027,SR033,NB009,CU004,AL018,TI027,S0009,P0018,稀土金属016,余量为FE;其中,稀土金属的化学成分质量百分比为镨4,钕12,钷10,钆4,镥3,铕7,铽2,钬5,余量为铒。0011本发明还提供一种高强度轴承的加工工艺,包括锻造、退火、回火、车加工、渗碳和热处理锻造工序将工件坯料保持在870890下,进行自由锻,时间为1315分钟;退火工序热锻后,在745755保温1618分钟,然后炉冷至205215后保温911分钟,最后冷却至室温;回火工序回火温度7357。
15、45,到温后保温57分钟,然后空冷至室温;车加工工序将冷却后的坯料,采用数控车床加工成圆柱形粗料;渗碳工序将粗料置入具有活性渗碳介质中,加热到985995,保温1214分钟;热处理工序热处理温度915935,到温后保温810分钟,然后采用油冷以13/S的冷却速率将粗料冷却至室温。0012本发明还提供一种高强度轴承的加工工艺,包括锻造、退火、回火、车加工、渗碳和热处理锻造工序将工件坯料保持在870下,进行自由锻,时间为15分钟;退火工序热锻后,在745保温18分钟,然后炉冷至205后保温11分钟,最后冷却至室温;回火工序回火温度735,到温后保温7分钟,然后空冷至室温;车加工工序将冷却后的坯料,。
16、采用数控车床加工成圆柱形粗料;渗碳工序将粗料置入具有活性渗碳介质中,加热到985,保温14分钟;热处理工序热处理温度915,到温后保温10分钟,然后采用油冷以1/S的冷却速率将粗料冷却至室温。0013本发明还提供一种高强度轴承的加工工艺,包括锻造、退火、回火、车加工、渗碳和热处理锻造工序将工件坯料保持在890下,进行自由锻,时间为13分钟;退火工序热锻后,在755保温16分钟,然后炉冷至215后保温9分钟,最后冷却至室温;回火工序回火温度745,到温后保温5分钟,然后空冷至室温;车加工工序将冷却后的坯料,采用数控车床加工成圆柱形粗料;渗碳工序将粗料置入具有活性渗碳介质中,加热到995,保温12。
17、分钟;说明书CN104213040A3/5页6热处理工序热处理温度935,到温后保温8分钟,然后采用油冷以3/S的冷却速率将粗料冷却至室温。0014本发明还提供一种高强度轴承的加工工艺,包括锻造、退火、回火、车加工、渗碳和热处理锻造工序将工件坯料保持在880下,进行自由锻,时间为14分钟;退火工序热锻后,在750保温17分钟,然后炉冷至210后保温10分钟,最后冷却至室温;回火工序回火温度740,到温后保温6分钟,然后空冷至室温;车加工工序将冷却后的坯料,采用数控车床加工成圆柱形粗料;渗碳工序将粗料置入具有活性渗碳介质中,加热到990,保温13分钟;热处理工序热处理温度920,到温后保温9分钟。
18、,然后采用油冷以2/S的冷却速率将粗料冷却至室温。0015本发明的有益效果是本发明的成分中的CR会导致碳及合金元素的严重偏析,轴承会出现共晶碳化物,从而降低轴承的冲击韧度;本发明通过加入稀土金属,可有效减弱轴承的合金元素偏析现象,可大幅度提高轴承的冲击韧度。0016本发明的退火工序在热锻后不立即冷却,而是在785795保温1012分钟,然后炉冷后保温,最后冷却至室温;这样使奥氏体在这个温度下进行等温转变,形成珠光体,奥氏体能在较短时间内完成球光体转变,避免形成马氏体,导致钢变硬,从而使轴承硬度达到理想效果,不至于硬度过高或过低。0017本发明的轴承由于合金元素的作用,碳及合金元素的严重偏析,轴。
19、承会出现共晶碳化物,从而降低轴承的冲击韧度;本发明通过一次回火及温度控制,从而使轴承的合金元素偏析现象明显减弱,可大幅度提高轴承的冲击韧度。0018回火处理使轴承各方向组织细小均匀;可进一步减小表面和心部的温度之差,从而使表面至心部性能趋于一致;回火后冷却,可以使组织更为均匀稳定,极少出现气孔及沙眼,保证了轴承的抗腐蚀性能,起到了意想不到的技术效果。0019本发明通过表面强化热处理可以细化晶粒,同时提高轴承的韧性,可以减轻或消除带状组织等缺陷,提高轴承整体冲击性能,使轴承组织更为均匀稳定,极少出现气孔及沙眼,且获得较好的综合力学性能和抗腐蚀性能。具体实施方式0020实施例1本实施例提供一种高强。
20、度轴承的专用钢材,其坯料的化学成分的质量百分比为C024,SI010,MN095,NI045,CR63,MO026,SR032,NB008,CU003,AL017,TI026,S001,P002,稀土金属015,余量为FE;其中,稀土金属的化学成分质量百分比为镨3,钕11,钷9,钆3,镥2,铕6,铽1,钬4,余量为铒。0021本实施例还提供一种高强度轴承的加工工艺,包括锻造、退火、回火、车加工、渗碳和热处理说明书CN104213040A4/5页7锻造工序将工件坯料保持在870下,进行自由锻,时间为15分钟;退火工序热锻后,在745保温18分钟,然后炉冷至205后保温11分钟,最后冷却至室温;回。
21、火工序回火温度735,到温后保温7分钟,然后空冷至室温;车加工工序将冷却后的坯料,采用数控车床加工成圆柱形粗料;渗碳工序将粗料置入具有活性渗碳介质中,加热到985,保温14分钟;热处理工序热处理温度915,到温后保温10分钟,然后采用油冷以1/S的冷却速率将粗料冷却至室温。0022实施例2本实施例提供一种高强度轴承的专用钢材,其坯料的化学成分的质量百分比为C026,SI012,MN097,NI047,CR65,MO028,SR034,NB010,CU005,AL019,TI028,S0008,P0015,稀土金属017,余量为FE;其中,稀土金属的化学成分质量百分比为镨5,钕13,钷11,钆5。
22、,镥4,铕8,铽3,钬6,余量为铒。0023本实施例还提供一种高强度轴承的加工工艺,包括锻造、退火、回火、车加工、渗碳和热处理锻造工序将工件坯料保持在890下,进行自由锻,时间为13分钟;退火工序热锻后,在755保温16分钟,然后炉冷至215后保温9分钟,最后冷却至室温;回火工序回火温度745,到温后保温5分钟,然后空冷至室温;车加工工序将冷却后的坯料,采用数控车床加工成圆柱形粗料;渗碳工序将粗料置入具有活性渗碳介质中,加热到995,保温12分钟;热处理工序热处理温度935,到温后保温8分钟,然后采用油冷以3/S的冷却速率将粗料冷却至室温。0024实施例3本实施例提供一种高强度轴承的专用钢材,。
23、其坯料的化学成分的质量百分比为C025,SI011,MN096,NI046,CR64,MO027,SR033,NB009,CU004,AL018,TI027,S0009,P0018,稀土金属016,余量为FE;其中,稀土金属的化学成分质量百分比为镨4,钕12,钷10,钆4,镥3,铕7,铽2,钬5,余量为铒。0025本实施例还提供一种高强度轴承的加工工艺,包括锻造、退火、回火、车加工、渗碳和热处理锻造工序将工件坯料保持在880下,进行自由锻,时间为14分钟;退火工序热锻后,在750保温17分钟,然后炉冷至210后保温10分钟,最后冷却至室温;回火工序回火温度740,到温后保温6分钟,然后空冷至室温;车加工工序将冷却后的坯料,采用数控车床加工成圆柱形粗料;渗碳工序将粗料置入具有活性渗碳介质中,加热到990,保温13分钟;热处理工序热处理温度920,到温后保温9分钟,然后采用油冷以2/S的冷却速说明书CN104213040A5/5页8率将粗料冷却至室温。0026以上实施例仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明保护范围之内。说明书CN104213040A。