軸承鋼熱處理工藝包括正火、退火等預先熱處理和最終熱處理兩個主要環節。GCr15鋼是一種合金含量較少、具有良好效能、應用最廣泛的高碳鉻軸承鋼。GCr15軸承鋼熱處理後具有高而均勻的硬度、良好的耐磨性、高的接觸疲勞效能。
工具/原料
熱處理工藝，立方氮化硼刀具BN-H11材質
正火，退火，預先熱處理，最終熱處理
方法/步驟
一、GCr15軸承鋼預先熱處理
①正火：鉻軸承鋼正火工藝，工件透熱後保溫40~60min，冷卻需要較快，正火之後立即轉為球化退火。
②球化退火：GCr15鉻軸承鋼常採用等溫球化退火工藝，790℃被認為是最佳的球化加熱溫度。退火前需加熱到900-920℃，保溫2/3-1h後正火。
保溫時間隨工件大小、加熱爐的均勻性、裝爐方法及裝爐量、退火前的原始組織均勻性而定。
低溫球化退火主要適用於冷衝球、冷擠壓套圈的再結晶退火。
普通球化退火、等溫球化退火主要適用於鍛造套圈、熱衝球以及橫鍛球的退火。
鉻軸承鋼球化退火工藝。
二、GCr15軸承鋼最終熱處理
①軸承零件：一般採用淬火和低溫回火，其目的是提高鋼的強度、硬度、耐磨性與抗疲勞效能。GCr15鋼淬火溫度在820-860℃，油淬臨界直徑為25mm。一般採用油冷淬火。加熱保溫時間比合金工具鋼長，鹽浴加熱係數取值0.8-1.5min/mm。空氣爐加熱係數1.5~2min/mm。
160℃±10℃的低溫回火，回火時間一般為2-4h
精密軸承零件為穩定尺寸，淬火後應進行-60-80℃冷處理，保溫時間為2-4h，冷處理後零件恢復到室溫，在4h內進行回火，以防止零件開裂。
低溫回火時未能完全消除的殘留應力在磨削加工後會重新分佈。這兩種應力會導致零件尺寸發生變化，甚至會產生龜裂。為此，應再進行一次補充回火，回火溫度為120-160℃，保溫5-10h或更長。
②工模具GCr15熱處理：由於此鋼容易產生白點缺陷，大型工模具熱處理容易開裂，採用緩慢加熱或690℃長時間（大於5h）分段等溫可以降低開裂概率，奧氏體化溫度選擇810℃±10℃，保溫係數a=1.6-0.9min/mm。大於60mm直徑的工件需要水油雙液淬火。
三、加工GCr15軸承鋼的刀具材料
GCr15軸承鋼經過熱處理之後的硬度一般都在HRC50以上，硬度高難加工，所以選擇刀具必須選擇硬度高，耐磨性好的刀具材料，目前，加工GCr15軸承鋼的刀具材料有硬質合金刀具，陶瓷刀具和立方氮化硼刀具。硬質合金刀具加工GCr15軸承鋼，由於硬質合金刀具刀體的硬度低，加工GCr15軸承鋼會出現不耐磨的現象，尤其批量生產時影響加工效率；陶瓷刀具加工GCr15軸承鋼，雖然硬度高於硬質合金刀具，但脆性大，受其抗衝擊性的限制，只能在精加工工序中使用，並且儘量避免斷續切削；選擇非金屬粘合劑立方氮化硼刀具BN-H11材質精加工GCr15軸承鋼精度可達Ra0.8，增加使用刀具壽命。
非金屬粘合劑立方氮化硼刀具BN-H11材質精加工GCr15軸承鋼（如下圖)案例如下：
硬度：HRC62；
加工工序：精車外圓，內孔。
切削引數：ap=2.5mm,Fr=0.12mm/r,Vc=140m/min。
加工方式：乾式切削。
加工效果：刀具壽命長，表面粗糙度達到Ra0.8以內。
