由于軸承零件應(yīng)具備長壽命、高精度、低發(fā)熱量、高速度、高剛性、低噪聲、高耐磨等特性要求，因此要求軸承鋼制零件硬度高、硬度均勻、彈性極限高、接觸疲勞強(qiáng)度高、具有一定的韌性等。軸承鋼還應(yīng)具有一定的淬透性和耐蝕性能，軸承鋼的潔凈度高，要求含氧量在6×10-6以下，用真空重熔冶煉，使鋼中的非金屬夾雜物和磁化物細(xì)小而分布均勻。

在熱處理方面，提高球化退火質(zhì)量，獲得細(xì)小、均勻、球形的碳化物及縮短退火時間、連續(xù)球化退火熱處理技術(shù)是軸承鋼熱處理發(fā)展的方向。GCr15SiMo軸承鋼是我國開發(fā)的高淬透性和高淬硬性軸承鋼，其淬硬性≥60HRC，淬透性J60≥25mm(60HRC/J25)，接觸疲勞壽命L10和L50分別比GCr15SiMn鋼提高73%和68%。在相同使用條件下，GCr15SiMo鋼制軸承的壽命是GCr15SiMn鋼的兩倍。另一個用于重載高速列車的軸承鋼GCr4和GCr15相比沖擊韌度提高了66%～104%，斷裂韌度(KIc)提高了67%，接觸疲勞壽命L10提高12%。可實(shí)現(xiàn)表面感應(yīng)加熱的快速淬火。

軸承零件推廣的熱處理新工藝是：

貝氏體淬火：經(jīng)貝氏體等溫淬火處理的軸承零件沖擊韌度好，表面為壓應(yīng)力。由于降低了滾子邊緣的應(yīng)力集中現(xiàn)象，使用過程中外套擋邊掉塊、內(nèi)套碎裂的傾向大大減少。其平均壽命及可靠性明顯提高，該工藝廣泛用于鐵路軸承和軋機(jī)軸承。GCr18Mo是貝氏體淬火專用鋼，常在900℃左右加熱保溫60min，在220~240℃鹽浴中等溫8h后再在250~260℃回火4～6h，使硬度達(dá)到58～63HRC，組織為下貝氏體。GCr4鋼的熱處理工藝參數(shù)是在820~840℃左右淬入油中再進(jìn)行低溫回火。GCr15SiMo鋼的淬火加熱溫度在830~850℃范圍，淬入油中。它們的性能和組織都應(yīng)達(dá)到JB/T 1255-2001標(biāo)準(zhǔn)的具體要求。

表面碳氮共滲處理：高碳軸承鋼表面碳氮共滲處理后，淬火后表面殘留奧氏體量增加，可改善表面應(yīng)力狀態(tài)，提高軸承在無潤滑條件下的疲勞壽命和可靠性。

表面改性技術(shù)：利用氣相沉積技術(shù)在軸承滾道上涂覆金剛石薄膜可實(shí)現(xiàn)減摩、耐磨的效果。在家電軸承、計算機(jī)硬盤驅(qū)動軸承中應(yīng)用廣泛。在軸承表面滲硫或沉積MoS2可達(dá)到減摩和潤滑作用。在軸承外圈外柱面上涂覆氧化鋁陶瓷可防止電擊傷和電絕緣性能。

減少滾子、鋼球變形的熱處理措施：是采用旋轉(zhuǎn)法淬火、壓模淬火、控制零件入油方式等。研究表明由蒸氣膜階段向沸騰期的轉(zhuǎn)變溫度過高時，冷速過高會產(chǎn)生大的熱應(yīng)力使低屈服點(diǎn)的奧氏體發(fā)生變形而導(dǎo)致零件畸變。同時，在Ms點(diǎn)的冷速對變形起決定性作用，在Ms點(diǎn)以下可采用低的冷速可減少變形。馬氏體淬火、回火后零件的尺寸穩(wěn)定性主要受三種不同轉(zhuǎn)變的影響，它們是碳從馬氏體晶格中遷移形成ε-碳化物、殘留奧氏體分解和Fe3C的形成。這三種轉(zhuǎn)變相互疊加，使變形加劇。軸承零件回火溫度常高于使用溫度50℃左右，采用較高的回火溫度、降低殘留奧氏體量都有利于減少變形。