[發明專利]一種減少軸承鋼盤條脫碳的高溫擴散加熱方法

有效

• 申請號: 202010631911.X
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111926159B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 王偉;劉宏偉;田新中;董慶;張旭;趙昊乾;逯志方;李龍;呂海瑤;趙立華;秦樹超;霍立國
• 申請（專利權）人: 邢臺鋼鐵有限責任公司
• 主分類號: C21D1/74
• 分類號: C21D1/74;C21D8/06;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/18;C22C38/20;C22C38/22;C22C38/40;C22C38/42;C22C38/44
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 陳長庚

一種減少軸承鋼盤條脫碳的高溫擴散加熱方法，屬于軸承鋼熱軋線材領域。該方法為鋼坯生產完成后，采用保溫車或保溫輥道，將鋼坯熱送至加熱爐，入爐溫度≥700℃，加熱過程控制升溫速度，首先鋼坯緩慢加熱至840－860℃，升溫速度2.0－2.5℃/min；然后快速升溫至1230～1250℃，在此溫度保溫3.0～5.0小時，加熱爐整體采用微正壓控制，爐內壓力5～40Pa，爐內采用弱氧化氣氛，爐內殘氧量2.0%～5.0%，空氣過剩系數1.05～1.10，鋼坯加熱后直接進行開坯，熱軋坯經過緩冷、修磨后軋制成盤條，盤條脫碳層厚度≤0.8%D。本發明在保證高溫擴散效果的同時，能減少鋼坯脫碳，進而獲得脫碳良好的盤條。

技術領域

本發明屬于軸承鋼熱軋線材領域，涉及一種減少軸承鋼盤條脫碳的高溫擴散加熱方法。

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。軸承鋼碳、鉻含量高，造成其偏析嚴重，需要依靠長時間高溫擴散來改善偏析，但往往長時間高溫擴散伴隨著鋼坯脫碳嚴重。軸承鋼由于鋼坯偏析導致的盤條碳化物液析、帶狀等指標較差，需要對鋼坯進行1200℃以上溫度擴散才能減輕，擴散總時間一般大于8個小時。此時鋼坯的脫碳已經相當嚴重。

軸承鋼表面脫碳是重要指標之一，如果脫碳嚴重，將引起軸承表面出現軟點，會導致早期疲勞失效的發生。為避免脫碳嚴重，軸承鋼生產廠家一般在高溫擴散后，對鋼坯進行修磨或火焰清理，來消除掉嚴重的脫碳層，但這造成生產成本的大幅增加。滾動體生產企業為了消除軟點，也只能增加研磨量，造成生產成本高、生產效率低下。因此，如何通過軸承鋼生產工藝來優化軸承鋼脫碳，同時并不顯著的增加生產成本，就顯得非常必要。

目前市場上有二火軸承鋼和一火軸承鋼，二火軸承鋼又稱二火材軸承鋼，即進行高溫擴散來降低偏析的中高端軸承鋼；一火軸承鋼即連鑄后不經過高溫擴散直接軋制成盤條，這種軸承鋼無法有效的控制碳化物液析、帶狀等指標，是一種低端軸承鋼。

二火軸承鋼盤條生產過程中造成脫碳的環節有：①連鑄坯生產出來后，高溫冷卻過程導致脫碳；②連鑄坯放置于擴散爐中重新加熱，進行高溫擴散過程導致脫碳；③高溫擴散后的連鑄坯冷卻過程中造成脫碳；④鋼坯放置于軋鋼加熱爐中重新加熱導致脫碳；⑤軋制成產品后冷卻過程中導致脫碳。如何通過工藝控制減少這幾個環節的脫碳，而不增加嚴重提高成本的火焰清理、面部全修磨、涂料等工序，是低成本控制軸承鋼脫碳的關鍵。

目前國內有部分關于減輕脫碳方面的專利，但大多涉及到其它鋼種或者需要較高的成本。專利號為CN201510630747公開了“一種減輕高碳鉻軸承鋼線材表面脫碳層的方法”，通過控制鋼種的化學成分、鋼坯表面全修磨、控制軋鋼冷卻制度等方法，使軸承鋼脫碳控制在較好的水平，但其主要手段為鋼坯全修磨，造成生產成本提高300~500元/噸。專利號為CN2009100771253公開了“一種用于碳鋼的高溫防護涂料”，通過研究涂料成分及配比，在鋼坯加熱前噴涂涂料，使鋼坯脫碳控制在較好水平，但需要增加專門的設備及涂料成本。專利號為CN03117411.6公開了“一種防止高碳鋼坯或鋼錠脫碳的加熱方法”，通過控制擴散爐內的氣氛為強氧化性，減少鋼坯的脫碳，但強氧化氣氛導致鋼坯與加熱爐燒損嚴重，綜合成本過高。專利號為CN201110208344公開了“一種能降低高碳鋼線材脫碳的軋制方法”，通過控制軋制和冷卻，主要采取低溫軋制的方法，減少線材表面脫碳。但其方法并不適用于軸承鋼，軸承鋼需要經過高溫擴散來改善碳化物指標（碳化物液析、碳化物帶狀、碳化物網狀等），僅通過低溫軋制不能保證產品內部指標合格。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種高溫擴散加熱方法，減少軸承鋼鋼坯高溫擴散造成的脫碳，進而減少盤條脫碳。本發明不需要經過面部全修磨、火焰清理，僅通過工藝控制就能減少軸承鋼線材表面脫碳、獲得良好脫碳層，同時其帶狀、液析等偏析指標仍然達到使用要求。