刘金玲，于遨海，索志鹏，韩松，黄丽

(中国航发哈尔滨轴承有限公司，哈尔滨 150025)

G80Cr4Mo4V钢是我国航空发动机主轴轴承常用的第二代高温轴承钢材料，但随着航空发动机工况越来越苛刻，对轴承旋转精度、抗污染能力、可靠性以及使用寿命提出了更高的要求[1-2]，现有的材料水平及加工技术手段很难保障轴承在高温、重载工况下的长寿命和高性能要求。为解决此项技术难题，提出了轴承套圈离子渗氮表面改性技术。

离子渗氮技术是一种高性能渗氮方法，具有渗氮周期短，渗层脆性低，渗层厚度及组织可控性高的优点，并对工件表面有净化作用[3]。经过离子渗氮处理后，材料表面硬度及压应力水平得到显著提高，这将有助于提高材料抗疲劳性能及磨损性能[4]。本文在前期离子渗氮工艺研究的基础上[5-6]，再次对G80Cr4Mo4V钢套圈离子渗氮工艺进行深入研究，同时分析渗氮层组织及性能的变化。

1 试验材料及方法

1.1 试验材料

选取φ72 mm某型号轴承外圈为试样，材料为G80Cr4Mo4V钢，其化学成分见表1。结合相关资料[7]及厂内生产经验，外圈淬回火工艺为：在1 070 ℃下保温35 min后进行气淬，气淬处理后将外圈在540 ℃条件下回火3次，每次2 h。

表1 G80Cr4Mo4V钢的化学成分(质量分数)

1.2 试验设备

常规淬回火使用BMI小型真空热处理炉，该设备最高使用温度1 300 ℃，最大淬火压力1.2 MPa，可满足G80Cr4Mo4V钢常规淬回火的使用需求。离子渗氮采用RUBIG制造的离子渗氮炉，该设备有效工作尺寸为φ700 mm×1 200 mm，最高工作温度650 ℃，极限真空度5 Pa，最大脉冲电压700 V，最大脉冲电流300 A，最大脉冲功率210 kW，可调脉冲周期3～4 000 μs，可调脉冲休止周期9～4 000 μs，最大脉冲频率0.125～83 kHz。……