[發明專利]一種高品質軸承鋼盤條及其生產方法

有效

• 申請號: 201310407641.4
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN104419875B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 郭大勇;任玉輝;王秉喜;高航;張博
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/28
• 分類號: C22C38/28;C22C33/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于高碳鋼領域，尤其涉及高碳鋼盤條及其生產方法。

背景技術

高品質軸承鋼盤條需要有良好的服役疲勞壽命。這要求盤條的夾雜物不僅細小，而且具有良好的變形性。為保證盤條中的夾雜物能夠在盤條拉拔及后續加工過程具有與基體良好的協調變形性，需要盡量降低夾雜物中的Al₂O₃含量。

公開號CN101565801發明專利介紹了“一種高碳鉻軸承鋼及其制造方法”；其軸承鋼化學成分重量百分配比為C：0.90～1.05；Cr：0.90～1.20；Mn：0.90～1.25；Si：0.45～0.75；Al：0.02～0.04；氧≤0.0007；磷≤0.010；硫≤0.005；鈦≤0.0025；銅≤0.15；鎳≤0.10；氮≤0.0070；其余為不可避免的雜質和Fe。制造方法為：電爐冶煉→鋼包爐精煉→真空爐脫氣→鋼液澆注成鋼錠→鋼錠在加熱爐加熱→軋鋼機將鋼錠軋成方坯→鋼坯在加熱爐加熱→軋鋼機將鋼坯軋制成圓鋼。具有高淬透性和晶粒度8級以上，工藝通用性強、適用性廣。

公開號CN02112241.5發明專利介紹了“小方坯連鑄軸承鋼的生產方法”，其特征是采用五步法工藝流程：(1)60噸以上的直流電爐使初煉鋼液低磷化(a)輸入能源熔化爐料(b)間歇流出氧化性爐渣及補充少量石灰(c)輸入適量氧氣；(2)鋼包精煉爐使精煉鋼液低氧、低硫和低鈦化(a)盛鋼包耐材Al₂O₃-MgO-C磚，渣線MgO-C磚(b)電爐出鋼時，鋼包內添加特殊渣料、合金、增碳劑和脫氧劑(c)通入交流電(d)底吹氬(e)鋼液溫度1500～1630℃(f)50min；(3)真空爐處理精煉鋼液，降低氫、氧、鈦、硫含量：真空度小于140Pa、30min、底吹氬0.15Mpa；(4)鋼液澆進(2噸鋼液/min)15噸中間包；(5)連鑄(a)中間包鋼水過熱30℃(b)拉速2m/min(c)二冷強度0.8L/kg；(d)特殊的結晶器電磁攪拌制度。實施本發明專利，140方軸承鋼連鑄坯軋出的∮50mm成品材(壓縮比10)接觸疲勞壽命L₁₀＝4.2、L₅₀＝12.2，分別是模鑄材的1.9、1.3倍，滿足軸承廠家要求。

上述專利在化學成分中，未涉及軸承鋼Mg含量的控制，在生產工藝中未就鋼中夾雜物精煉控制工藝進行規定。軸承鋼盤條中鎂含量過高導致盤條出現大顆粒鎂鋁尖晶石類夾雜物；在精煉過程中，不適當的夾雜物控制工藝也會導致盤條的夾雜物尺寸過大，不利于軸承鋼盤條的后續加工。

發明內容

本發明的目的在于克服上述問題和不足而提供一種高品質軸承鋼盤條及其生產方法，使生產出的盤條有害夾雜明顯減少，盤條中的殘余夾雜明顯細化。

本發明通過盤條成分設計及冶煉和軋制工藝設計，形成了一種獨特的高品質軸承鋼盤條的生產工藝，滿足用戶的使用要求，本發明是這樣實現的：

一種高品質軸承鋼盤條化學成分為：[C]：0.90%～1.05%，[Si]：0.15%～0.45%，[Mn]：0.25%～0.55%，[Cr]：1.40%-1.65%，[P]≤0.015%，[S]≤0.010%，[Ti]≤0.0020%，[Mg]≤0.0008%，全氧：≤0.0012%，其余為鐵及不可避免雜質。

該發明鋼成分的范圍設定理由如下：

碳元素是保證鋼具有足夠的淬透性、硬度值和耐磨性的重要元素。為保證軸承鋼在加工過程的淬透性、硬度值和耐磨性滿足要求，需要鋼中碳含量控制在0.90%-1.05%。

硅可以提高鋼的強度、彈性極限和淬透性，改善抗回火軟化性能。但是，硅使鋼在球化退火狀態的切削和冷加工性能變壞。因此，鋼中硅含量控制在0.15%-0.45%。

錳元素能夠顯著提高鋼的淬透性，部分錳溶于鐵素體中，提高鐵素體的強度和硬度。錳也是一種碳化物形成元素，能夠部分代替鐵原子形成(Fe/Mn)₃C型碳化物。錳含量過高，會使鋼中殘余奧氏體含量增加，鋼的過熱敏感性和裂紋傾向增加。因此鋼中錳含量控制在0.25%～0.55%。

鉻主要作用是提高鋼的淬透性和耐腐蝕性能，并可以提高鋼的強度、硬度和耐磨性，以及彈性極限和屈服強度。過高的鉻含量使鋼中容易形成大塊碳化物，使鋼的韌性降低，軸承壽命降低。因此，鋼中鉻含量控制在1.40%-1.65%。

磷硫都是鋼中有害雜質元素，在不造成其他影響的情況下，越低越好。因此要求盤條[P]≤0.015%，[S]≤0.010%。