[發明專利]一種GCr15軸承鋼棒材及其正火工藝

有效

• 申請號: 202011544799.2
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112795734B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 蔣國強;邱雄文;陳聽雨;莫杰輝;孫應軍;周小兵;胡柏上;馮富友;楊潔;唐威;陳建榮;潘澤林;劉棟;張浩;石秋生;盧雪霞;戴堅輝;陳建洲;鄒志明
• 申請（專利權）人: 寶武杰富意特殊鋼有限公司
• 主分類號: C21D1/28
• 分類號: C21D1/28;C21D1/74;C21D6/00;C21D9/00;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/42;C22C38/44
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 余菲

本申請涉及棒材熱處理領域，具體而言，涉及一種GCr15軸承鋼棒材及其正火工藝。正火工藝包括：在2～4小時內將GCr15軸承鋼棒材隨輥底爐升溫至920±10℃；保溫0.5～1.5小時，升溫和保溫過程爐內均采用氮氣保護；向爐內通入氮氣并以80?120℃/min的冷卻速率冷卻至500℃以下，然后對所述GCr15軸承鋼棒材以3?5℃/min的冷卻速率進行水冷套冷卻至200℃以下；出爐后對所述GCr15軸承鋼棒材進行空冷。本申請提供的工藝使棒材邊緣及基體的網狀碳化物明顯減少，心部連續封閉的網狀碳化物明顯減少，降低網狀碳化物等級至2.0級以及以下；降低新增脫碳層厚度至0.05mm以及以下。

技術領域

本申請涉及鋼材熱處理領域，具體而言，涉及一種GCr15軸承鋼棒材及其正火工藝。

背景技術

軸承鋼是當今特鋼品種中不可忽略的一種，它在滾動軸承生產和制造中有著至關重要的意義。GCr15軸承鋼圓鋼一般的生產工藝是：連鑄坯經加熱→軋制→熱處理，其中加熱爐采用步進梁式加熱爐，軋機采用平立交替的短應力軋機，熱處理爐采用常規明火燒嘴輥底式連續熱處理爐。但在軋制后因終軋溫度過高，冷卻速度過慢等原因會導致GCr15軸承鋼在Acm～Ar1溫度范圍內，碳以碳化物形式沿奧氏體晶粒邊界析出，包圍著奧氏體晶粒，形成網狀碳化物(見圖4)。網狀碳化物的存在，削弱了金屬間的結合力，使鋼的力學性能降低，尤其使沖擊韌性下降，脆性增加，易引起沿晶開裂，并降低軸承鋼的耐磨性。并且經過球化退火也不能消除。需在球化退火前進行正火處理，以消除網狀碳化物。現有的正火工藝曲線如圖1所示。

現有的正火工藝爐內無氮氣保護，并采用棒材出爐后風冷或空冷的冷卻方式，存在的主要問題是會出現比較嚴重的氧化脫碳，新增脫碳層的厚度在0.06～0.12mm范圍內。

發明內容

本申請實施例的目的在于提供一種GCr15軸承鋼棒材及其正火工藝，其旨在降低GCr15軸承鋼棒材正火工藝后棒材表面的網狀碳化物。

本申請第一方面提供一種GCr15軸承鋼棒材正火工藝，包括：

在2～4小時內將GCr15軸承鋼棒材隨輥底爐升溫至920±10℃；保溫0.5～1.5小時，升溫和保溫過程爐內均采用氮氣保護；

向爐內通入氮氣并以80-120℃/min的冷卻速率冷卻至500℃以下，然后對所述GCr15軸承鋼棒材以3-5℃/min的冷卻速率進行水冷套冷卻至200℃以下；

出爐后對所述GCr15軸承鋼棒材進行空冷。

在本申請第一方面的一些實施例中，在升溫和保溫過程中，控制爐膛內壓力為5-15Pa。

在本申請第一方面的一些實施例中，在升溫和保溫過程中，通過在線露點儀測量爐內含水率，通過微氧監測儀測量氧含量。

在本申請第一方面的一些實施例中，控制升溫區爐內水份含量小于0.03％，氧含量在100ppm以下。

在本申請第一方面的一些實施例中，控制保溫區爐內水份含量小于0.03％，控制氧含量在100ppm以下。

在本申請第一方面的一些實施例中，所述在2～4小時將GCr15軸承鋼棒材隨爐升溫至920±10℃的步驟之前還包括：

對GCr15軸承鋼棒材進行預處理，使其網狀碳化物的級別為2.5級以及以下。

在本申請第一方面的一些實施例中，所述對GCr15軸承鋼棒材進行預處理的步驟包括對所述GCr15軸承鋼棒材進行穿水軋制工藝。

在本申請第一方面的一些實施例中，GCr15軸承鋼棒材在所述輥底爐內采用單排布料的方式。