JBT 7363-2023 滾動軸承 零件碳氮共滲 熱處理技術規(guī)范 （正式版）

ICS21.100.20CCSJ11JB代替JB/T7363－2011Rollingbearings－Carbonitridingforparts－Specificationsforheattr2023-12-29發(fā)布中華人民共和國工業(yè)和信息化部發(fā)布IJB/T7363—2023本文件按照GB/T1.1－2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件代替JB/T7363―2011《滾動軸承低碳鋼軸承零件碳氮共滲熱處理技術條件》，與JB/T7363―2011相比，除結構調(diào)整和編輯性改動外，主要技術變化如下：a）修改了標準名稱（見2011年版和本版的封面及首頁b）修改了沖壓零件有效硬化層測試的維氏硬度試驗力（見本版和2011年版的表1c）增加了高碳鉻軸承鋼和合金結構鋼套圈和滾動體碳氮共滲熱處理的技術要求及相應的檢測方法（見4.2和第5章d）修改了沖壓零件表面硬度的檢測方法（見5.4.2.1.1，2011年版的5.3.2.1e）修改了沖壓零件顯微組織圖片顯微鏡倍數(shù)（見5.5，2011年版的5.4f）增加了高碳鉻軸承鋼零件碳氮共滲顯微組織圖（見圖2～圖4）及顯微組織的說明（見A.2g）增加了高碳鉻軸承鋼零件碳氮共滲硬化層檢測規(guī)程（見附錄B）。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出。本文件由全國滾動軸承標準化技術委員會（SAC/TC98）歸口。本文件起草單位：洛陽軸承研究所有限公司、成都天馬鐵路軸承有限公司、襄陽汽車軸承股份有限公司、八環(huán)科技集團股份有限公司、浙江為尚機械有限公司、浙江五洲新春集團有限公司、赫菲斯熱處理系統(tǒng)江蘇有限公司、江蘇力星通用鋼球股份有限公司、南京科潤工業(yè)介質股份有限公司、湖北新火炬科技有限公司、聯(lián)瑞機械（杭州）有限公司、蘇州軸承廠股份有限公司、浙江品諾機械有限公司、無錫華洋滾動軸承有限公司、慈興集團有限公司、常州龍邦潤滑油有限公司、新昌縣精藝軸承有限公司、海寧市一特熱處理有限公司。本文件起草人：扈林莊、鄒勇、王帥、王姍姍、陳振林、姜芝強、趙志高、陳德義、沙小建、王濤、葛志華、張振華、楊偉民、王凱麗、李開元、張國威、宋豫聰、耿偉、楊偉春、張春寶、曹國金。本文件及其所代替文件的歷次版本發(fā)布情況為：——JB/T7363－1994、JB/T7363－2002、JB/T7363－2011；——本次為第三次修訂。1JB/T7363—2023滾動軸承零件碳氮共滲熱處理技術規(guī)范本文件規(guī)定了軸承零件經(jīng)碳氮共滲熱處理后的技術要求，描述了相應的檢測方法。本文件適用于采用以下鋼種或性能與之相當?shù)膬?yōu)質碳素結構鋼、合金結構鋼和高碳鉻軸承鋼制軸承零件碳氮共滲熱處理質量檢驗：——符合GB/T699－2015規(guī)定的優(yōu)質低碳碳素結構鋼；——符合GB/T5213－2019規(guī)定的冷軋低碳鋼板及鋼帶；——符合GB/T3077－2015規(guī)定的低碳和中碳合金結構鋼；——符合GB/T18254－2016規(guī)定的高碳鉻軸承鋼。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T1172－1999黑色金屬硬度及強度換算值GB/T4336－2016碳素鋼和中低合金鋼多元素含量的測定火花放電原子發(fā)射光譜法（常規(guī)法）GB/T4340.1－2009金屬材料維氏硬度試驗第1部分：試驗方法GB/T6394－2017金屬平均晶粒度測定方法GB/T7232－2012金屬熱處理工藝術語GB/T9450－2005鋼件滲碳淬火硬化層深度的測定和校核GB/T9451－2005鋼件薄表面總硬化層深度或有效硬化層深度的測定GB/T13298－2015金屬顯微組織檢驗方法GB/T20124－2006鋼鐵氮含量的測定惰性氣體熔融熱導法（常規(guī)方法）GB/T34891－2017滾動軸承高碳鉻軸承鋼零件熱處理技術條件JB/T7361-××××滾動軸承零件硬度試驗方法JB/T14006－2020滾動軸承高碳鉻軸承鋼零件殘留奧氏體檢測規(guī)程QC/T29018－1991（2005）汽車碳氮共滲齒輪金相檢驗3術語和定義GB/T7232－2012和GB/T9451－2005界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1總硬化層深度totalthicknessofhardenedlayers從沖壓保持架零件表面到基體金屬間的顯微硬度或顯微組織沒有明顯變化的深度。[來源：GB/T9451－2005，3.1，有修改]2JB/T7363—20233.2有效硬化層深度effectivethicknessofhardenedlayers從零件表面到規(guī)定的某種顯微組織邊界或規(guī)定的顯微硬度處的深度。[來源：GB/T9451－2005，3.2，有修改]3.3碳氮共滲carbonitriding在奧氏體狀態(tài)下同時將碳、氮原子滲入零件表層，并以滲碳為主的化學熱處理工藝。[來源：GB/T7232－2012，11.2]3.4黑色組織blackstructure含鉻、錳、硅等合金元素在碳氮共滲淬火后可能出現(xiàn)的缺陷組織，在光學金相顯微鏡下呈斷續(xù)的黑點、黑網(wǎng)狀，是內(nèi)氧化的結果。[來源：GB/T7232－2012，14.17，有修改]4技術要求4.1低碳鋼和低碳合金結構鋼沖壓零件4.1.1硬化層深度經(jīng)碳氮共滲熱處理的低碳鋼和低碳合金結構鋼成品沖壓零件的有效或總硬化層深度應符合表1的規(guī)定。4.1.2硬度經(jīng)碳氮共滲熱處理的低碳鋼和低碳合金結構鋼成品沖壓零件淬回火后的表面硬度和心部硬度應符合表2的規(guī)定。表1沖壓零件有效或總硬化層深度mm有效或總硬化層深度ab>≤ 11 —11—b沖壓外圈的硬化層深度為有效硬化層深度；沖壓保持架的硬化3JB/T7363—2023表2沖壓零件表面硬度和心部硬度≥4.1.3顯微組織經(jīng)碳氮共滲熱處理的沖壓零件淬回火后表面層的顯微組織應符合圖1第一級別圖的第1級和第2級，不應有第3級和第4級的黑色組織存在。沖壓零件碳氮共滲層顯微組織級別圖的說明見附錄A。4.1.4其他用戶有其他要求時，可與制造廠協(xié)商確定。4.2高碳鉻軸承鋼和中碳合金結構鋼套圈和滾動體4.2.1表面碳氮含量經(jīng)碳氮共滲熱處理的高碳鉻軸承鋼制套圈和滾動體（以下簡稱高碳鉻軸承鋼零件）表面的碳含量不應低于0.90%，氮含量不應低于0.10%；經(jīng)碳氮共滲熱處理的中碳合金結構鋼制套圈（以下簡稱中碳合金結構鋼零件）的表面碳含量不應低于0.70%，氮含量不應低于0.10%。若有特殊要求，在表面硬度合格的情況下可另行規(guī)定。4.2.2硬化層深度經(jīng)碳氮共滲熱處理的成品套圈和滾動體的有效硬化層深度應符合表3或產(chǎn)品圖樣的規(guī)定。4.2.3硬度經(jīng)碳氮共滲熱處理的套圈和滾動體淬火及常規(guī)回火后的表面硬度和心部硬度應符合表4的規(guī)定。表3套圈和滾動體成品零件有效硬化層深度mm≥>≤— —— a套圈和滾動體的有效壁厚按照GB/T34891－2017中附錄A的規(guī)定。4表4套圈和滾動體的表面硬度和心部硬度JB/T7363—2023≥4.2.4顯微組織4.2.4.1高碳鉻軸承鋼零件淬回火后碳氮共滲層的顯微組織由細針狀含氮馬氏體、殘留奧氏體及碳氮化合物組成，碳氮共滲層的示例圖如圖2所示。軸承成品零件工作表面碳氮化合物應符合圖3第二級別圖的第1級～第2級，其他表面碳氮化物應符合圖3第二級別圖的第1級～第3級。碳氮共滲層顯微組織級別圖的說明見附錄A。高碳鉻軸承鋼零件碳氮共滲淬回火后，工作表面不應有深度超過磨加工留量二分之一的不規(guī)則的粗大碳氮化合物，其他表面不應有深度超過0.1mm的不規(guī)則粗大碳氮化合物（見圖3第二級別圖的第3級）和深度超過0.02mm的黑色組織（見圖4第三級別圖）。表面無碳化物層深度不應大于0.15mm。 高碳鉻軸承鋼成品零件工作面不應有黑色組織、無碳化物層等表面缺陷；心部組織、屈氏體和網(wǎng)狀碳化物應符合GB/T34891—2017的規(guī)定。4.2.4.2中碳合金結構鋼零件碳氮共滲層的碳氮化合物及馬氏體顯微組織應符合QC/T29018－1991中1級～4級的要求。4.2.5殘留奧氏體%經(jīng)碳氮共滲熱處理的套圈和滾動體的殘留奧氏體含量按照表5的規(guī)定。%表5殘留奧氏體含量>8 注：高溫回火的回火溫度為200℃~220℃;如有特殊要求，由用戶與制造廠協(xié)商確定或按圖樣要求。4.2.6滲層平均晶粒度經(jīng)碳氮共滲熱處理的套圈和滾動體的滲層平均晶粒度應為8級或更細。4.2.7其他5JB/T7363—2023經(jīng)碳氮共滲熱處理的套圈和滾動體的脫碳層、變形量、外觀質量等其他技術要求應符合GB/T34891-2017的規(guī)定。5檢測方法5.1試樣沖壓外圈的試樣沿軸向或周向截??；沖壓保持架的試樣應在窗孔過梁處截取；套圈和滾動體的試樣按附錄B的規(guī)定截取。試樣可鑲嵌或使用專用夾具保護周邊，必要時，試樣邊緣用銅片或電鍍金屬加以保護。經(jīng)磨制與拋光的試樣邊緣不應有倒角和卷邊。試樣的截取和鑲嵌方法按GB/T13298－2015的規(guī)定。5.2碳含量和氮含量的測定碳含量按GB/T4336－2016的規(guī)定測定，氮含量按GB/T20124－2006的規(guī)定測定。5.3硬化層深度的測定5.3.1低碳鋼和低碳合金鋼沖壓零件的硬化層深度使用維氏硬度法測定，試驗力為1.96N～2.94N（0.2kgf～0.3kgf），硬化層深度小于0.3mm時，按GB/T9451－2005的規(guī)定進行測定；硬化層深度不小于0.3mm時，按GB/T9450－2005的規(guī)定進行測定。對于超薄壁厚無法使用維氏硬度法測定的零件，可使用金相法測定。5.3.2高碳鉻軸承鋼零件的硬化層深度使用維氏硬度法測定，試驗力為9.807N（1kgf），從零件工作表面沿垂直方向檢測零件滲層到心部的維氏硬度，并繪制硬度梯度曲線，有效硬化層深度為從工作表面至高于心部硬度50HV1處的深度。有異議時，將零件置于480℃±10℃的溫控加熱爐中保溫1h后空冷至室溫，按附錄B的規(guī)定進行測定。5.3.3合金結構鋼套圈的硬化層深度按GB/T9450－2005的規(guī)定進行測定。使用維氏硬度法測定，試驗力為9.807N（1kgf），從零件工作表面沿垂直方向檢測零件滲層到心部的維氏硬度，有效硬化層深度為從零件表面到維氏硬度550HV1處的垂直距離。5.4硬度試驗5.4.1試驗方法軸承零件表面硬度的試驗方法按照GB/T4340.1－2009的規(guī)定；心部硬度的試驗方法按照JB/T7361-××××的規(guī)定。硬度值的換算按GB/T1172－1999的規(guī)定。5.4.2測試部位5.4.2.1表面硬度5.4.2.1.1端面平整的沖壓外圈，可直接在端面測試，有爭議時以取樣鑲嵌測試為準；端面不平整的沖壓外圈按照5.1取試樣鑲嵌后測試。沖壓保持架的表面硬度在保持架過梁處的表面測試。有爭議時，以距表面以下垂直距離為壓痕對角線長度的2.5倍處，測試的硬度值為其表面硬度；當硬度壓痕尺寸與硬化層深度不匹配時，經(jīng)供需雙方協(xié)議也可采用其他試驗力測試。5.4.2.1.2套圈和滾動體成品零件表面硬度按JB/T7361-××××中表2的規(guī)定；熱處理后零件按試樣截面的工作表面以下垂直距離0.2mm處硬度值為其表面硬度值；若有特殊要求，按產(chǎn)品圖樣的規(guī)定測試。6JB/T7363—20235.4.2.2心部硬度沖壓外圈的心部硬度在試樣截面壁厚的1/2處測試；沖壓保持架的心部硬度在保持架過梁截面的中心部位測試。套圈和滾動體的心部硬度按JB/T7361-××××中表3規(guī)定的部位進行測試。5.5顯微組織的檢驗顯微組織浸蝕劑采用2%～4%硝酸酒精溶液。沖壓零件用金相顯微鏡在放大500倍下，按圖1第一級別圖檢驗。套圈和滾動體的顯微組織用金相顯微鏡在放大1000倍下，按圖3第二級別圖檢驗。心部組織按GB/T34891－2017規(guī)定的方法檢驗。黑色組織采用4%硝酸酒精溶液淺腐蝕，用金相顯微鏡在放大500倍下，按圖4第三級別圖檢驗。5.6殘留奧氏體的檢測套圈和滾動體的殘留奧氏體含量按JB/T14006－2020規(guī)定的的X射線法進行檢測。有異議時，表面殘留奧氏體以距成品零件工作表面以下垂直距離0.02mm處測定為準；心部殘留奧氏體含量，以距成品零件工作表面以下垂直距離1～3mm處測定為準。5.7滲層平均晶粒度的測定滲層平均晶粒度檢測按GB/T6394－2017規(guī)定的方法檢測，以距成品零件工作面以下垂直距離3mm以內(nèi)的測定值為準。7JB/T7363—2023圖1第一級別圖低碳鋼和低碳合金結構鋼沖壓零件碳氮共滲層顯微組織8JB/T7363—2023圖2高碳軸承鋼碳氮共滲層示例圖圖3第二級別圖高碳鉻軸承鋼零件碳氮共滲層顯微組織9JB/T7363—2023圖3（續(xù)）JB/T7363—2023第三級別圖高碳鉻軸承鋼零件碳氮共滲表面黑色組織JB/T7363—2023（資料性）碳氮共滲層顯微組織級別圖說明A.1低碳鋼制沖壓零件碳氮共滲層顯微組織級別圖（第一級別圖）的說明見表A.1。表A.1低碳鋼制沖壓零件碳氮共滲層顯微組織說明若最表層出現(xiàn)約10μm左右厚的ε相A.2高碳鉻軸承鋼零件碳氮共滲層顯微組織級別圖（第二級別圖）的說明見表A.2。表A.2高碳鉻軸承鋼零件碳氮共滲層碳氮化合物顯微組織說明JB/T7363—2023（規(guī)范性）高碳鉻軸承鋼零件碳氮共滲硬化層檢測規(guī)程B.1試樣制備B.1.1軸承套圈沿著套圈工作面軸向截面制備試樣（見圖B.1滾子沿垂直于滾子軸心線方向的截面制備試樣（見圖B.2鋼球沿著鋼球球心的截面制備試樣（見圖B