[發明專利]一種鋼質套圈及其制備方法

有效

• 申請號: 202111581681.1
• 申請日: 2021-12-22
• 公開（公告）號: CN114248073B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 李殿中;曹艷飛;劉宏偉;杜寧宇;類承帥;趙志坡;李依依
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B22D11/16;C21D1/32;C21D9/00
• 代理公司: 北京煦潤律師事務所 11522
• 代理人: 梁永芳

1.一種M50軸承鋼套圈的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)制備自耗鑄坯：控制結晶器的尺寸并采用充氦冷卻以提高局部凝固速率，得到自耗鑄坯；具體地，熔池飽滿后，在結晶器和已凝固坯殼之間自下而上沖入氦氣，自耗坯直徑D≤550mm，充氦冷卻的氦氣壓力為0.4-0.5Mpa，以控制使得自耗鑄坯中碳化物尺寸≤380μm，冒口端1/2半徑處孔洞缺陷尺寸小于30μm；

2)鑄坯的冒口切割：冒口切割高度H以避免鑄坯頂部縮孔疏松遺傳至鍛材為準；

3)高溫鍛造成棒材：設置鍛前溫度和保溫時間，或設置鍛中溫度和保溫時間進行鍛造成形；其中，鍛前或者鍛中溫度為1140-1190℃，保溫時間≥15h，以控制獲得棒材1/2半徑處孔洞缺陷尺寸小于10μm的棒材；

4)將棒材切斷后得到的小棒料鐓粗：將小棒料鐓粗呈餅狀；

5)墩粗料沖孔：確定中間沖孔區域半徑，并根據該中間沖孔區域半徑對墩粗料沖孔；具體地，以碳化物尺寸確定中間沖孔區域的半徑，在中間沖孔區域半徑范圍之外，碳化物尺寸≤26μm，以最大限度地界定沖孔區域，減少團簇型碳化物應力集中導致的微缺陷產生；

6)碾擴使溝道成形：套圈溝道經碾擴成形后，得到M50軸承鋼套圈，其中，套圈材料中孔洞缺陷小于2μm。

2.根據權利要求1所述的M50軸承鋼套圈的制備方法，其特征在于，步驟1)中，自耗坯直徑D≤500mm。

3.根據權利要求1所述的M50軸承鋼套圈的制備方法，其特征在于，步驟1)中，自耗坯直徑D≤460mm。

4.根據權利要求1所述的M50軸承鋼套圈的制備方法，其特征在于，步驟1)中，自耗坯直徑D≤300mm。

5.根據權利要求1所述的M50軸承鋼套圈的制備方法，其特征在于，步驟2)中的冒口切割高度H:D＞9％，其中，D為自耗坯直徑。

6.根據權利要求1所述的M50軸承鋼套圈的制備方法，其特征在于，步驟2)中的自耗坯的冒口切割高度≥50mm。

7.根據權利要求1所述的M50軸承鋼套圈的制備方法，其特征在于，步驟3)中，鍛造過程采用三鐓三拔工藝，坯料鍛造比≥5。

8.根據權利要求7所述的M50軸承鋼套圈的制備方法，其特征在于，鍛造后進行球化退火，獲得棒材。

9.根據權利要求8所述的M50軸承鋼套圈的制備方法，其特征在于，球化退火的溫度為820-870℃，退火時間為5-10h。

10.根據權利要求1所述的M50軸承鋼套圈的制備方法，其特征在于，步驟4)中棒料鐓餅過程的整體鐓粗比≤2.5，空氣錘鐓粗次數≥3次。

11.根據權利要求1所述的M50軸承鋼套圈的制備方法，其特征在于，步驟6)中，軋制比處于1.5-3.5之間。

12.根據權利要求1所述的M50軸承鋼套圈的制備方法，其特征在于，步驟6)中，套圈溝道經碾擴成形后，滾道面所在位置處于原始棒材的1/2半徑以外區域。

13.一種M50軸承鋼套圈，其特征在于，所述M50軸承鋼套圈是由權利要求1-12任一項所述的方法制備而成，其中，套圈材料中孔洞缺陷小于2μm。