[發明專利]一種軸承鋼盤條及其生產方法

有效

• 申請號: 201610467785.2
• 申請日: 2016-06-24
• 公開（公告）號: CN105925909B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 苑希現;王偉;田新中;張治廣;趙錚錚;逯志方;宋振平;孟耀青;黃翠環;孔令波
• 申請（專利權）人: 邢臺鋼鐵有限責任公司
• 主分類號: C22C38/18
• 分類號: C22C38/18;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/12;C22C38/08;C22C38/16;C21D8/02
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司13108
• 代理人: 陳麗

技術領域

本發明涉及一種軸承鋼盤條及其生產方法，屬于鋼鐵材料生產技術領域。

背景技術

軸承工業是重要的基礎工業之一，是一個國家工業技術水平的重要標志。軸承鋼要求材料有高的接觸疲勞強度、硬度和純凈度，并且有良好的耐磨性、組織穩定性和沖擊韌性。軸承鋼一般以熱軋態交貨，在下游軸承制造前需要進行球化退火處理。通過球化退火，能夠獲得鐵素體基體上均勻分布著細小球狀碳化物顆粒的組織。球化退火降低了軸承鋼的硬度，有利于切削和加工。

軸承鋼球化退火時間一般較長，總退火時間達到20小時以上, 長時間的球化退火，不僅消耗能源、占用資金，還容易造成脫碳嚴重。但是縮短球化退火時間容易導致球化不完全，影響后續加工。大規格軸承鋼盤條（≥φ18mm）一般用來生產軸承鋼套圈，其邊部變形量大，對球化程度非常敏感。如果球化退火不完全，容易導致冷鐓時套圈邊部開裂。球化退火的原理是將軸承鋼加熱至奧氏體化稍高的溫度，獲得奧氏體加上未溶碳化物組織，冷卻時這些未溶碳化物成為形核的核心，因此擁有正火組織或細片層間距的珠光體組織的預備組織能夠有效減少球化退火時間。

軸承鋼大盤卷生產過程中，由于規格尺寸較大且呈集卷狀態冷卻，相對于小規格軸承鋼和斯太爾摩冷卻其冷速較慢，更容易出現粗片珠光體組織和網狀碳化物，不利于球化退火。若對軸承鋼大盤卷進行強制快速冷卻，則容易產生白點缺陷和異常組織，引起盤條斷裂。因此對于軸承鋼大盤卷來說，合適的冶煉及軋制工藝是獲得良好退火預備組織、減少球化退火時間的關鍵。

關于減少球化退火時間的軸承鋼生產方法,申請號201110354494.X中公開了“GCr15軸承鋼管快速球化退火工藝”，通過對鋼管進行穿水冷卻，并多次緩冷和保溫后出爐，能夠在短時間內獲得良好的球化組織。但其需要在線熱處理爐，生產成本也大大增加。鋼管由于壁薄，能夠快速升降溫，但對于大規格軸承鋼盤條則難以應用。申請號201410538252.X中公開了“一種GCr15高碳鉻軸承鋼在線快速球化退火工藝”，通過對軸承鋼快速降溫至920～960℃范圍內發生40～60%壓縮變形，接著快速降溫至740～780℃范圍內發生30～50%壓縮變形，緩慢冷卻后得到良好的球化組織。但該方法條件要求苛刻，目前的線材軋制技術難以達到，工業上無法批量生產。申請號201210075317.2中公開了“一種GCr15軸承鋼球化退火熱處理工藝方法”，通過控制熱軋盤條的感應加熱和退火爐設置，獲得良好的球化組織。該方法主要涉及軸承制造領域，并非對鋼鐵生產工藝進行優化。

發明內容

本發明提供一種軸承鋼盤條及其生產方法，通過冶煉過程控制防止快冷過程中出現白點斷裂和異常組織斷裂；通過控軋控冷工藝控制盤條軋后的晶粒尺寸、網狀碳化物及珠光體片層間距，并避免異常組織的產生，獲得良好的球化退火預備組織，能夠顯著縮短球化退火時間。

本發明所采取的技術方案是：

一種軸承鋼盤條，所述軸承鋼化學成分的質量百分比為：C 0.95～1.05%，Si 0.15～0.35%，Mn 0.25～0.45%，Cr 1.40～1.65%，P≤0.025%，S≤0.025%，Mo 0.02～0.10%，Ni 0.10～0.30%，Cu 0.10～0.25%，O≤0.0012%，余量為Fe和微量雜質。

本發明還提供了上述軸承鋼盤條的生產方法，包括下述工序：RH爐精煉、連鑄、緩冷、加熱、除磷后軋制、吐絲和風冷。

優選的工藝為:

RH爐精煉工序，真空度67～100Pa，真空循環處理時間35～50分鐘，保證氫含量≤3ppm。

連鑄工序，采用電磁攪拌、輕壓下工藝，中間包過熱度控制在15±3℃，鑄坯中心碳偏析指數控制在0.96～1.05。

緩冷工序，保證在600℃以上溫度進入緩冷爐或緩冷坑，緩冷72小時以上。

加熱工序，將鋼坯加熱至1100～1200℃，保溫100～120分鐘。

除磷后軋制工序，將除磷后的鋼坯進行6+8道次粗中軋，4道次預精軋，8道次精軋，進精軋溫度800～900℃，四架減定徑，精軋結束后進入吐絲工序。

吐絲工序，吐絲溫度控制在800～850℃。

風冷工序：進入風冷線，調節風機開度和保溫罩開啟數量，以0.1～1℃/s的冷速冷卻至550℃，然后空冷至室溫。

軸承鋼盤條的退火工藝為：隨爐升溫至770～790℃，保溫2～3小時，隨后以50～100℃/h速度緩冷至650℃，出爐后空冷至室溫。

本發明的成分設計中：