JBT 7363-2023 滚动轴承 零件碳氮共渗 热处理技术规范 （正式版）

ICS21.100.20CCSJ11JB代替JB/T7363－2011Rollingbearings－Carbonitridingforparts－Specificationsforheattr2023-12-29发布中华人民共和国工业和信息化部发布IJB/T7363—2023本文件按照GB/T1.1－2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件代替JB/T7363―2011《滚动轴承低碳钢轴承零件碳氮共渗热处理技术条件》，与JB/T7363―2011相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：a）修改了标准名称（见2011年版和本版的封面及首页b）修改了冲压零件有效硬化层测试的维氏硬度试验力（见本版和2011年版的表1c）增加了高碳铬轴承钢和合金结构钢套圈和滚动体碳氮共渗热处理的技术要求及相应的检测方法（见4.2和第5章d）修改了冲压零件表面硬度的检测方法（见5.4.2.1.1，2011年版的5.3.2.1e）修改了冲压零件显微组织图片显微镜倍数（见5.5，2011年版的5.4f）增加了高碳铬轴承钢零件碳氮共渗显微组织图（见图2～图4）及显微组织的说明（见A.2g）增加了高碳铬轴承钢零件碳氮共渗硬化层检测规程（见附录B）。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国机械工业联合会提出。本文件由全国滚动轴承标准化技术委员会（SAC/TC98）归口。本文件起草单位：洛阳轴承研究所有限公司、成都天马铁路轴承有限公司、襄阳汽车轴承股份有限公司、八环科技集团股份有限公司、浙江为尚机械有限公司、浙江五洲新春集团有限公司、赫菲斯热处理系统江苏有限公司、江苏力星通用钢球股份有限公司、南京科润工业介质股份有限公司、湖北新火炬科技有限公司、联瑞机械（杭州）有限公司、苏州轴承厂股份有限公司、浙江品诺机械有限公司、无锡华洋滚动轴承有限公司、慈兴集团有限公司、常州龙邦润滑油有限公司、新昌县精艺轴承有限公司、海宁市一特热处理有限公司。本文件起草人：扈林庄、邹勇、王帅、王姗姗、陈振林、姜芝强、赵志高、陈德义、沙小建、王涛、葛志华、张振华、杨伟民、王凯丽、李开元、张国威、宋豫聪、耿伟、杨伟春、张春宝、曹国金。本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：——JB/T7363－1994、JB/T7363－2002、JB/T7363－2011；——本次为第三次修订。1JB/T7363—2023滚动轴承零件碳氮共渗热处理技术规范本文件规定了轴承零件经碳氮共渗热处理后的技术要求，描述了相应的检测方法。本文件适用于采用以下钢种或性能与之相当的优质碳素结构钢、合金结构钢和高碳铬轴承钢制轴承零件碳氮共渗热处理质量检验：——符合GB/T699－2015规定的优质低碳碳素结构钢；——符合GB/T5213－2019规定的冷轧低碳钢板及钢带；——符合GB/T3077－2015规定的低碳和中碳合金结构钢；——符合GB/T18254－2016规定的高碳铬轴承钢。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T1172－1999黑色金属硬度及强度换算值GB/T4336－2016碳素钢和中低合金钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法（常规法）GB/T4340.1－2009金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T6394－2017金属平均晶粒度测定方法GB/T7232－2012金属热处理工艺术语GB/T9450－2005钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核GB/T9451－2005钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的测定GB/T13298－2015金属显微组织检验方法GB/T20124－2006钢铁氮含量的测定惰性气体熔融热导法（常规方法）GB/T34891－2017滚动轴承高碳铬轴承钢零件热处理技术条件JB/T7361-××××滚动轴承零件硬度试验方法JB/T14006－2020滚动轴承高碳铬轴承钢零件残留奥氏体检测规程QC/T29018－1991（2005）汽车碳氮共渗齿轮金相检验3术语和定义GB/T7232－2012和GB/T9451－2005界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1总硬化层深度totalthicknessofhardenedlayers从冲压保持架零件表面到基体金属间的显微硬度或显微组织没有明显变化的深度。[来源：GB/T9451－2005，3.1，有修改]2JB/T7363—20233.2有效硬化层深度effectivethicknessofhardenedlayers从零件表面到规定的某种显微组织边界或规定的显微硬度处的深度。[来源：GB/T9451－2005，3.2，有修改]3.3碳氮共渗carbonitriding在奥氏体状态下同时将碳、氮原子渗入零件表层，并以渗碳为主的化学热处理工艺。[来源：GB/T7232－2012，11.2]3.4黑色组织blackstructure含铬、锰、硅等合金元素在碳氮共渗淬火后可能出现的缺陷组织，在光学金相显微镜下呈断续的黑点、黑网状，是内氧化的结果。[来源：GB/T7232－2012，14.17，有修改]4技术要求4.1低碳钢和低碳合金结构钢冲压零件4.1.1硬化层深度经碳氮共渗热处理的低碳钢和低碳合金结构钢成品冲压零件的有效或总硬化层深度应符合表1的规定。4.1.2硬度经碳氮共渗热处理的低碳钢和低碳合金结构钢成品冲压零件淬回火后的表面硬度和心部硬度应符合表2的规定。表1冲压零件有效或总硬化层深度mm有效或总硬化层深度ab>≤ 11 —11—b冲压外圈的硬化层深度为有效硬化层深度；冲压保持架的硬化3JB/T7363—2023表2冲压零件表面硬度和心部硬度≥4.1.3显微组织经碳氮共渗热处理的冲压零件淬回火后表面层的显微组织应符合图1第一级别图的第1级和第2级，不应有第3级和第4级的黑色组织存在。冲压零件碳氮共渗层显微组织级别图的说明见附录A。4.1.4其他用户有其他要求时，可与制造厂协商确定。4.2高碳铬轴承钢和中碳合金结构钢套圈和滚动体4.2.1表面碳氮含量经碳氮共渗热处理的高碳铬轴承钢制套圈和滚动体（以下简称高碳铬轴承钢零件）表面的碳含量不应低于0.90%，氮含量不应低于0.10%；经碳氮共渗热处理的中碳合金结构钢制套圈（以下简称中碳合金结构钢零件）的表面碳含量不应低于0.70%，氮含量不应低于0.10%。若有特殊要求，在表面硬度合格的情况下可另行规定。4.2.2硬化层深度经碳氮共渗热处理的成品套圈和滚动体的有效硬化层深度应符合表3或产品图样的规定。4.2.3硬度经碳氮共渗热处理的套圈和滚动体淬火及常规回火后的表面硬度和心部硬度应符合表4的规定。表3套圈和滚动体成品零件有效硬化层深度mm≥>≤— —— a套圈和滚动体的有效壁厚按照GB/T34891－2017中附录A的规定。4表4套圈和滚动体的表面硬度和心部硬度JB/T7363—2023≥4.2.4显微组织4.2.4.1高碳铬轴承钢零件淬回火后碳氮共渗层的显微组织由细针状含氮马氏体、残留奥氏体及碳氮化合物组成，碳氮共渗层的示例图如图2所示。轴承成品零件工作表面碳氮化合物应符合图3第二级别图的第1级～第2级，其他表面碳氮化物应符合图3第二级别图的第1级～第3级。碳氮共渗层显微组织级别图的说明见附录A。高碳铬轴承钢零件碳氮共渗淬回火后，工作表面不应有深度超过磨加工留量二分之一的不规则的粗大碳氮化合物，其他表面不应有深度超过0.1mm的不规则粗大碳氮化合物（见图3第二级别图的第3级）和深度超过0.02mm的黑色组织（见图4第三级别图）。表面无碳化物层深度不应大于0.15mm。 高碳铬轴承钢成品零件工作面不应有黑色组织、无碳化物层等表面缺陷；心部组织、屈氏体和网状碳化物应符合GB/T34891—2017的规定。4.2.4.2中碳合金结构钢零件碳氮共渗层的碳氮化合物及马氏体显微组织应符合QC/T29018－1991中1级～4级的要求。4.2.5残留奥氏体%经碳氮共渗热处理的套圈和滚动体的残留奥氏体含量按照表5的规定。%表5残留奥氏体含量>8 注：高温回火的回火温度为200℃~220℃;如有特殊要求，由用户与制造厂协商确定或按图样要求。4.2.6渗层平均晶粒度经碳氮共渗热处理的套圈和滚动体的渗层平均晶粒度应为8级或更细。4.2.7其他5JB/T7363—2023经碳氮共渗热处理的套圈和滚动体的脱碳层、变形量、外观质量等其他技术要求应符合GB/T34891-2017的规定。5检测方法5.1试样冲压外圈的试样沿轴向或周向截取；冲压保持架的试样应在窗孔过梁处截取；套圈和滚动体的试样按附录B的规定截取。试样可镶嵌或使用专用夹具保护周边，必要时，试样边缘用铜片或电镀金属加以保护。经磨制与抛光的试样边缘不应有倒角和卷边。试样的截取和镶嵌方法按GB/T13298－2015的规定。5.2碳含量和氮含量的测定碳含量按GB/T4336－2016的规定测定，氮含量按GB/T20124－2006的规定测定。5.3硬化层深度的测定5.3.1低碳钢和低碳合金钢冲压零件的硬化层深度使用维氏硬度法测定，试验力为1.96N～2.94N（0.2kgf～0.3kgf），硬化层深度小于0.3mm时，按GB/T9451－2005的规定进行测定；硬化层深度不小于0.3mm时，按GB/T9450－2005的规定进行测定。对于超薄壁厚无法使用维氏硬度法测定的零件，可使用金相法测定。5.3.2高碳铬轴承钢零件的硬化层深度使用维氏硬度法测定，试验力为9.807N（1kgf），从零件工作表面沿垂直方向检测零件渗层到心部的维氏硬度，并绘制硬度梯度曲线，有效硬化层深度为从工作表面至高于心部硬度50HV1处的深度。有异议时，将零件置于480℃±10℃的温控加热炉中保温1h后空冷至室温，按附录B的规定进行测定。5.3.3合金结构钢套圈的硬化层深度按GB/T9450－2005的规定进行测定。使用维氏硬度法测定，试验力为9.807N（1kgf），从零件工作表面沿垂直方向检测零件渗层到心部的维氏硬度，有效硬化层深度为从零件表面到维氏硬度550HV1处的垂直距离。5.4硬度试验5.4.1试验方法轴承零件表面硬度的试验方法按照GB/T4340.1－2009的规定；心部硬度的试验方法按照JB/T7361-××××的规定。硬度值的换算按GB/T1172－1999的规定。5.4.2测试部位5.4.2.1表面硬度5.4.2.1.1端面平整的冲压外圈，可直接在端面测试，有争议时以取样镶嵌测试为准；端面不平整的冲压外圈按照5.1取试样镶嵌后测试。冲压保持架的表面硬度在保持架过梁处的表面测试。有争议时，以距表面以下垂直距离为压痕对角线长度的2.5倍处，测试的硬度值为其表面硬度；当硬度压痕尺寸与硬化层深度不匹配时，经供需双方协议也可采用其他试验力测试。5.4.2.1.2套圈和滚动体成品零件表面硬度按JB/T7361-××××中表2的规定；热处理后零件按试样截面的工作表面以下垂直距离0.2mm处硬度值为其表面硬度值；若有特殊要求，按产品图样的规定测试。6JB/T7363—20235.4.2.2心部硬度冲压外圈的心部硬度在试样截面壁厚的1/2处测试；冲压保持架的心部硬度在保持架过梁截面的中心部位测试。套圈和滚动体的心部硬度按JB/T7361-××××中表3规定的部位进行测试。5.5显微组织的检验显微组织浸蚀剂采用2%～4%硝酸酒精溶液。冲压零件用金相显微镜在放大500倍下，按图1第一级别图检验。套圈和滚动体的显微组织用金相显微镜在放大1000倍下，按图3第二级别图检验。心部组织按GB/T34891－2017规定的方法检验。黑色组织采用4%硝酸酒精溶液浅腐蚀，用金相显微镜在放大500倍下，按图4第三级别图检验。5.6残留奥氏体的检测套圈和滚动体的残留奥氏体含量按JB/T14006－2020规定的的X射线法进行检测。有异议时，表面残留奥氏体以距成品零件工作表面以下垂直距离0.02mm处测定为准；心部残留奥氏体含量，以距成品零件工作表面以下垂直距离1～3mm处测定为准。5.7渗层平均晶粒度的测定渗层平均晶粒度检测按GB/T6394－2017规定的方法检测，以距成品零件工作面以下垂直距离3mm以内的测定值为准。7JB/T7363—2023图1第一级别图低碳钢和低碳合金结构钢冲压零件碳氮共渗层显微组织8JB/T7363—2023图2高碳轴承钢碳氮共渗层示例图图3第二级别图高碳铬轴承钢零件碳氮共渗层显微组织9JB/T7363—2023图3（续）JB/T7363—2023第三级别图高碳铬轴承钢零件碳氮共渗表面黑色组织JB/T7363—2023（资料性）碳氮共渗层显微组织级别图说明A.1低碳钢制冲压零件碳氮共渗层显微组织级别图（第一级别图）的说明见表A.1。表A.1低碳钢制冲压零件碳氮共渗层显微组织说明若最表层出现约10μm左右厚的ε相A.2高碳铬轴承钢零件碳氮共渗层显微组织级别图（第二级别图）的说明见表A.2。表A.2高碳铬轴承钢零件碳氮共渗层碳氮化合物显微组织说明JB/T7363—2023（规范性）高碳铬轴承钢零件碳氮共渗硬化层检测规程B.1试样制备B.1.1轴承套圈沿着套圈工作面轴向截面制备试样（见图B.1滚子沿垂直于滚子轴心线方向的截面制备试样（见图B.2钢球沿着钢球球心的截面制备试样（见图B