CN104328373A - 一种高碳铬轴承钢碳氮共渗有效硬化层深度检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高碳铬轴承钢碳氮共渗有效硬化层深度检测方法，采用将带碳氮共渗有效硬化层的高碳铬轴承钢零件在300℃~400℃下回火至少1h，然后空冷至室温，再进行切割、镶嵌、磨制和抛光处理至无倒角和卷边现象，之后进行显微维氏硬度检测，负荷为1kgf，压痕之间的距离至少为压痕对角线的3倍，则有效碳氮共渗有效硬化层深度为表面测至硬度值平稳处的垂直距离。采用本发明的检测方法后，所得的硬度值曲线具有明显的拐点，实现了表面碳氮共渗有效硬化层深度较容易区别，碳氮共渗有效硬化层深度为轴承零件表面测至硬度值拐点处的垂直距离，具有检测结果准确可靠的优点。
Description
技术领域
本发明涉及轴承表面处理技术领域，确切的说是一种高碳铬轴承钢碳氮共渗有效硬化层深度检测方法。
背景技术
采用碳氮共渗热处理使零件表面增加适量的碳氮化合物颗粒，即生成碳氮共渗有效硬化层，从而提高零件的耐磨性和硬度；其在轴承领域得到广泛应用，而碳氮共渗有效硬化层深度是保证轴承使用寿命的重要因素，因此在表面处理后，需要对碳氮共渗有效硬化层深度检测，以保证产品质量合格。
现有对于高碳铬轴承钢碳氮共渗有效硬化层深度采用金相显微镜检测，然而高碳铬（GCr15）轴承在化学热处理加工后，其碳氮共渗有效硬化层深度在金相显微镜下不易区分，故其检测精度较低，误差较大，容易出现误判，导致高碳铬轴承钢碳氮共渗有效硬化层深度不够，而影响轴承使用寿命。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种表面碳氮共渗有效硬化层深度容易区别，检测准确可靠的高碳铬轴承钢碳氮共渗有效硬化层深度检测方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种高碳铬轴承钢碳氮共渗有效硬化层深度检测方法，其特征在于：按以下步骤进行；
（1）：将带碳氮共渗有效硬化层的高碳铬轴承钢零件在300℃~400℃下回火至少1h，然后空冷至室温；
（2）：将（1）处理后的轴承零件进行切割、镶嵌、磨制和抛光处理至无倒角和卷边现象；
（3）：将（2）处理后的轴承零件进行显微维氏硬度检测，则有效碳氮共渗有效硬化层深度为表面测至硬度值平稳处的垂直距离。
优选的：将所述（3）中显微维氏硬度检测时，负荷为1kgf，压痕之间的距离至少为压痕对角线的3倍。
优选的：将所述（1）中回火时间为2h。
本发明的检测方法，对带碳氮共渗有效硬化层的高碳铬轴承钢零件进行回火，使表面较多的残余奥氏体（25%～35%）分解为马氏体组织，使表面硬度检测值趋于平稳状态，冷却处理后，并采用显微维氏硬度检测，检测时，所得的硬度值曲线具有明显的拐点，则碳氮共渗有效硬化层深度为轴承零件表面测至硬度值拐点处（即为硬度值平稳处）的垂直距离，实现了表面碳氮共渗有效硬化层深度较容易区别，具有检测结果准确可靠的优点。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明硬度检测梯度表。
具体实施方式
参见附图1，本发明公开的一种高碳铬轴承钢碳氮共渗有效硬化层深度检测方法，按以下步骤进行；
（1）：将带碳氮共渗有效硬化层的高碳铬轴承钢零件在300℃~400℃下回火至少1h，然后空冷至室温；
（2）：将（1）处理后的轴承零件进行切割、镶嵌、磨制和抛光处理至无倒角和卷边现象；
（3）：将（2）处理后的轴承零件进行显微维氏硬度检测，则有效碳氮共渗有效硬化层深度为表面测至硬度值平稳处的垂直距离。
优选的：将所述（3）中显微维氏硬度检测时，负荷为1kgf，压痕之间的距离至少为压痕对角线的3倍。该检测条件下，可保证测量结果的准确度，避免检测过程中造成精度影响。
通常轴承钢零件回火时间的控制至少1h，以保证反应的进行完全，但1h~2h之间可能存在偶然的因素而导致部分反应不充分，但影响较小，之后时间的长度延长对于反应程度无影响，但造成能源浪费；因此优选的：将所述（1）中回火时间为2h。既能保证高碳铬轴承钢充分反应转化，同时避免能源浪费。
试验：
工艺一：轴承零件在马弗炉内加热200℃保温2h后，硬度检测数据如下：
| 表面硬化层（mm） | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 | 0.60 | 0.70 | 0.80 | 0.90 | 1.00 | 心部 | 心部 |
| 洛氏硬度HRC | 61.8 | 61.8 | 61.2 | 61.7 | 60.7 | 61.5 | 61.1 | 61.0 | 61.5 | 61.0 | 61.1 | 60.5 |
工艺二：轴承零件在马弗炉内加热250℃保温2h后，硬度检测数据如下：
| 表面硬化层（mm） | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 | 0.60 | 0.70 | 0.80 | 0.90 | 1.00 | 心部 | 心部 |
| 洛氏硬度HRC | 61.8 | 61.6 | 60.9 | 60.7 | 60.3 | 59.8 | 60.0 | 60.2 | 60.0 | 59.8 | 59.6 | 59.8 |
工艺三：轴承零件在马弗炉内加热300℃保温2h后，硬度检测数据如下：
| 表面硬化层（mm） | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 | 0.60 | 0.70 | 0.80 | 0.90 | 1.00 | 心部 | 心部 |
| 洛氏硬度HRC | 60.3 | 59.8 | 59.7 | 58.0 | 58.2 | 58.0 | 58.2 | 58.0 | 57.8 | 57.6 | 57.8 | 58.1 |
工艺四：轴承零件在马弗炉内加热350℃保温2h后，硬度检测数据如下：
| 表面硬化层（mm） | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 | 0.60 | 0.70 | 0.80 | 0.90 | 1.00 | 心部 | 心部 |
| 洛氏硬度HRC | 58.5 | 57.8 | 57.0 | 55.3 | 55.2 | 55.4 | 55.6 | 55.5 | 55.5 | 55.0 | 55.4 | 55.2 |
工艺五：轴承零件在马弗炉内加热400℃保温2h后，硬度检测数据如下：
| 表面硬化层（mm） | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 | 0.60 | 0.70 | 0.80 | 0.90 | 1.00 | 心部 | 心部 |
| 洛氏硬度HRC | 56.0 | 55.8 | 55.0 | 53.0 | 52.3 | 52.5 | 52.4 | 52.6 | 52.8 | 52.4 | 52.3 | 52.5 |
工艺六：轴承零件在马弗炉内加热450℃保温2h后，硬度检测数据如下：
| 表面硬化层（mm） | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 | 0.60 | 0.70 | 0.80 | 0.90 | 1.00 | 心部 | 心部 |
| 洛氏硬度HRC | 55.0 | 52.5 | 49.5 | 48.7 | 47.9 | 48.0 | 48.2 | 47.5 | 48.1 | 47.8 | 48.0 | 47.8 |
上述试验结果在200℃～250℃回火后硬度变化平稳，300℃～400℃回火后硬度在0.30mm之外开始出现拐点，由此可以确认碳氮共渗有效硬化层深度为0.30mm。450℃回火后表面0.30mm内硬度波动较大，不适于确定硬化层深度。其中时间参数在1h至2h之间，表面硬化层深度变化较小，在2h后，表面硬化层深度基本不变。
Claims (3)
1.一种高碳铬轴承钢碳氮共渗有效硬化层深度检测方法，其特征在于：按以下步骤进行；
（1）：将带碳氮共渗有效硬化层的高碳铬轴承钢零件在300℃~400℃下回火至少1h，然后空冷至室温；
（2）：将（1）处理后的轴承零件进行切割、镶嵌、磨制和抛光处理至无倒角和卷边现象；
（3）：将（2）处理后的轴承零件进行显微维氏硬度检测，则有效碳氮共渗有效硬化层深度为表面测至硬度值平稳处的垂直距离。
2.根据权利要求1所述高碳铬轴承钢碳氮共渗有效硬化层深度检测方法，其特征在于：将所述（3）中显微维氏硬度检测时，负荷为1kgf，压痕之间的距离至少为压痕对角线的3倍。
3.根据权利要求1或2所述高碳铬轴承钢碳氮共渗有效硬化层深度检测方法，其特征在于：将所述（1）中回火时间为2h。
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