轴承钢热处理工艺包括正火、退火等预先热处理和最终热处理两个主要环节。GCr15钢是一种合金含量较少、具有良好性能、应用最广泛的高碳铬轴承钢。GCr15轴承钢热处理后具有高而均匀的硬度、良好的耐磨性、高的接触疲劳性能。

一、GCr15轴承钢预先热处理 　　

 ①正火：铬轴承钢正火工艺，工件透热后保温40~60min，冷却需要较快，正火之后立即转为球化退火。 　　

 ②球化退火：GCr15铬轴承钢常采用等温球化退火工艺，790℃被认为是最佳的球化加热温度。退火前需加热到900-920℃，保温2/3-1h后正火。 　　

 保温时间随工件大小、加热炉的均匀性、装炉方法及装炉量、退火前的原始组织均匀性而定。 　　

 低温球化退火主要适用于冷冲球、冷挤压套圈的再结晶退火。 　　

 普通球化退火、等温球化退火主要适用于锻造套圈、热冲球以及横锻球的退火。

 铬轴承钢球化退火工艺。

二、GCr15轴承钢最终热处理    

 ①轴承零件：一般采用淬火和低温回火，其目的是提高钢的强度、硬度、耐磨性与抗疲劳性能。GCr15钢淬火温度在820-860℃，油淬临界直径为25mm。一般采用油冷淬火。加热保温时间比合金工具钢长，盐浴加热系数取值0.8-1.5min/mm。空气炉加热系数1.5~2min/mm。 　

 160℃±10℃的低温回火，回火时间一般为2-4h

 精密轴承零件为稳定尺寸，淬火后应进行-60-80℃冷处理，保温时间为2-4h，冷处理后零件恢复到室温，在4h内进行回火，以防止零件开裂。     

 低温回火时未能完全消除的残留应力在磨削加工后会重新分布。这两种应力会导致零件尺寸发生变化，甚至会产生龟裂。为此，应再进行一次补充回火，回火温度为120-160℃，保温5-10h或更长。     

 ②工模具GCr15热处理：由于此钢容易产生白点缺陷，大型工模具热处理容易开裂，采用缓慢加热或690℃长时间（大于5h）分段等温可以降低开裂概率，奥氏体化温度选择810℃±10℃，保温系数a=1.6-0.9min/mm。大于60mm直径的工件需要水油双液淬火。

三、加工GCr15轴承钢的刀具材料

 GCr15轴承钢经过热处理之后的硬度一般都在HRC50以上，硬度高难加工，所以选择刀具必须选择硬度高，耐磨性好的刀具材料，目前，加工GCr15轴承钢的刀具材料有硬质合金刀具，陶瓷刀具和立方氮化硼刀具。硬质合金刀具加工GCr15轴承钢，由于硬质合金刀具刀体的硬度低，加工GCr15轴承钢会出现不耐磨的现象，尤其批量生产时影响加工效率；陶瓷刀具加工GCr15轴承钢，虽然硬度高于硬质合金刀具，但脆性大，受其抗冲击性的限制，只能在精加工工序中使用，并且尽量避免断续切削；选择非金属粘合剂立方氮化硼刀具BN-H11材质精加工GCr15轴承钢精度可达Ra0.8，增加使用刀具寿命。

 非金属粘合剂立方氮化硼刀具BN-H11材质精加工GCr15轴承钢案例如下：

        硬度：HRC62；

        加工工序：精车外圆，内孔。

        切削参数：ap=2.5mm,Fr=0.12mm/r,Vc=140m/min。

        加工方式：干式切削。

 加工效果：刀具寿命长，表面粗糙度达到Ra0.8以内。