一种轴承钢盘条及其生产方法
【专利摘要】本发明公开了一种轴承钢盘条及其生产方法，其化学成分的质量百分比为：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%，余量为Fe和微量杂质；生产方法包括下述工序：RH炉精炼、连铸、缓冷、加热、除磷后轧制、吐丝和风冷。本发明通过冶炼过程控制防止快冷过程中出现白点断裂和异常组织断裂；通过控轧控冷控制盘条轧后的晶粒尺寸、网状碳化物及珠光体片层间距，获得良好的球化退火预备组织，能显著缩短球化退火时间。
【专利说明】
-种轴承钢盘条及其生产方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种轴承钢盘条及其生产方法，属于钢铁材料生产技术领域。
【背景技术】
[0002] 轴承工业是重要的基础工业之一，是一个国家工业技术水平的重要标志。轴承钢 要求材料有高的接触疲劳强度、硬度和纯净度，并且有良好的耐磨性、组织稳定性和冲击初 性。轴承钢一般W热社态交货，在下游轴承制造前需要进行球化退火处理。通过球化退火， 能够获得铁素体基体上均匀分布着细小球状碳化物颗粒的组织。球化退火降低了轴承钢的 硬度，有利于切削和加工。
[0003] 轴承钢球化退火时间一般较长，总退火时间达到20小时W上，长时间的球化退 火，不仅消耗能源、占用资金，还容易造成脱碳严重。但是缩短球化退火时间容易导致球化 不完全，影响后续加工。大规格轴承钢盘条4 18mm)-般用来生产轴承钢套圈，其边部变 形量大，对球化程度非常敏感。如果球化退火不完全，容易导致冷鐵时套圈边部开裂。球化 退火的原理是将轴承钢加热至奥氏体化稍高的溫度，获得奥氏体加上未溶碳化物组织，冷 却时运些未溶碳化物成为形核的核屯、，因此拥有正火组织或细片层间距的珠光体组织的预 备组织能够有效减少球化退火时间。
[0004] 轴承钢大盘卷生产过程中，由于规格尺寸较大且呈集卷状态冷却，相对于小规格 轴承钢和斯太尔摩冷却其冷速较慢，更容易出现粗片珠光体组织和网状碳化物，不利于球 化退火。若对轴承钢大盘卷进行强制快速冷却，则容易产生白点缺陷和异常组织，引起盘条 断裂。因此对于轴承钢大盘卷来说，合适的冶炼及社制工艺是获得良好退火预备组织、减少 球化退火时间的关键。
[0005] 关于减少球化退火时间的轴承钢生产方法，申请号201110354494.X中公开了 "GCrl5轴承钢管快速球化退火工艺"，通过对钢管进行穿水冷却，并多次缓冷和保溫后出 炉，能够在短时间内获得良好的球化组织。但其需要在线热处理炉，生产成本也大大增加。 钢管由于壁薄，能够快速升降溫，但对于大规格轴承钢盘条则难W应用。申请号 201410538252.X中公开了 "一种GCrl5高碳铭轴承钢在线快速球化退火工艺"，通过对轴承 钢快速降溫至920~960°C范围内发生40~60%压缩变形，接着快速降溫至740~780°C范围 内发生30~50%压缩变形，缓慢冷却后得到良好的球化组织。但该方法条件要求苛刻，目前 的线材社制技术难W达到，工业上无法批量生产。申请号201210075317.2中公开了 "一种 GCrl5轴承钢球化退火热处理工艺方法"，通过控制热社盘条的感应加热和退火炉设置，获 得良好的球化组织。该方法主要设及轴承制造领域，并非对钢铁生产工艺进行优化。
【发明内容】
[0006] 本发明提供一种轴承钢盘条及其生产方法，通过冶炼过程控制防止快冷过程中出 现白点断裂和异常组织断裂;通过控社控冷工艺控制盘条社后的晶粒尺寸、网状碳化物及 珠光体片层间距，并避免异常组织的产生，获得良好的球化退火预备组织，能够显著缩短球 化退火时间。
[0007]本发明所采取的技术方案是： 一种轴承钢盘条，所述轴承钢化学成分的质量百分比为:C 0.95~1.05%，Si 0.15~ 0.35%，Mn0.25~0.45%，Crl.40~1.65%，P《0.025%，S《0.025%，Mo0.02~0.10%，Ni 0.10~0.30%，Cu 0.10~0.25%，0《0.0 Ol2%，余量为化和微量杂质。
[000引本发明还提供了上述轴承钢盘条的生产方法，包括下述工序:R助^精炼、连铸、缓 冷、加热、除憐后社制、吐丝和风冷。
[0009] 优选的工艺为： RH炉精炼工序，真空度67~IOOPa，真空循环处理时间35~50分钟，保证氨含量《化pm。 [0010]连铸工序，采用电磁揽拌、轻压下工艺，中间包过热度控审化15± 3°C，铸巧中屯、碳 偏析指数控制在0.96~1.05。
[00川缓冷工序，保证在600°C W上溫度进入缓冷炉或缓冷坑，缓冷72小时W上。
[001^ 加热工序，将钢昆加热至1100~120(TC，保溫100~120分钟。
[0013] 除憐后社制工序，将除憐后的钢巧进行6+8道次粗中社，4道次预精社，8道次精社， 进精社溫度800~900°C，四架减定径，精社结束后进入吐丝工序。
[0014] 吐丝工序，吐丝溫度控制在800~850°C。
[0015] 风冷工序:进入风冷线，调节风机开度和保溫罩开启数量，WO. 1~rc/s的冷速冷 却至550°C，然后空冷至室溫。
[0016] 轴承钢盘条的退火工艺为：随炉升溫至770~790°C，保溫2~3小时，随后W50~ 100°CA速度缓冷至650°C，出炉后空冷至室溫。
[0017] 本发明的成分设计中： C含量低于0.95%无法保证硬度及耐磨性，高于1.05%泽火后残余奥氏体过多，影响精度 及硬度，因此将碳含量设计为0.95~1.05%; Si含量低于0.15%无法保证脱氧效果，高于0.35%则增加钢的过热敏感性和脱碳； Mn含量低于0.25%无法保证脱硫效果，高于0.45%增加钢的过热敏感性； 化含量过低造成泽透性差，过高造成偏析严重，因此控制在1.40~1.65%内； P、S、0含量尽量低，避免夹杂物对轴承寿命造成影响； Mo含量控制在一定范围内能够增加泽透性，但过多造成过热敏感性增加，因此控制在 0.02 ~0.10〇/〇 内； Ni含量较低时改善初性，但过高时形成过多残余奥氏体，降低硬度和尺寸稳定性； 一定的化含量能够提高耐蚀性，过高时造成热加工裂纹。
[0018] 冶炼过程控制作用是防止轴承钢大盘卷快冷过程中出现白点断裂和异常组织断 裂。控社控冷工艺的作用是控制盘条社后的晶粒尺寸、网状碳化物及珠光体片层间距，并避 免异常组织的产生，获得良好的球化退火预备组织。
[0019] 本发明的轴承钢盘条，总退火时间8小时左右，获得正常的2~3级球化组织。常规 工艺盘条需要经过约20小时的球化退火处理，与普通工艺生产的盘条相比，本发明的盘条 退火时间由原来的20小时降低到8小时，大大提高了退火效率。
[0020] 按常规工艺和本发明的工艺生产的热社盘条组织图片分别见图1和图2,常规工艺 和本发明工艺生产的热社盘条经过快速球化退火后组织如图3和图4所示。由图1-图4可知， 采用本发明工艺后盘条拥有良好的预备组织，在同样的退火条件下，常规工艺生产的盘条 仅出现部分球化，本发明工艺生产的盘条获得良好的球化效果。
[0021 ]采用上述技术方案所产生的有益效果在于： 本发明通过冶炼过程控制防止快冷过程中出现白点断裂和异常组织断裂;通过控社控 冷工艺控制盘条社后的晶粒尺寸、网状碳化物及珠光体片层间距，并避免异常组织的产生， 获得良好的球化退火预备组织，能够显著缩短球化退火时间。
【附图说明】
[0022] 图1为按常规工艺生产的热社盘条组织图片； 图2为按本发明的工艺生产的热社盘条组织图片； 图3为按常规工艺生产的热社盘条经过快速球化退火后组织图； 图4为按本发明的工艺生产的热社盘条经过快速球化退火后组织图。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合实施例对本发明做进一步地说明； 实施例1 冶炼钢水及连铸成钢巧，钢成分的重量百分比为：C 0.95%，Si 0.28%，Mn 0.31%，灯 1.60%，P 0.025%，S 0.018%，M〇 0.08%，Ni 0.13%，Cu 0.20%，0 0.0011%，余量为化和微量杂 质。
[0024] 钢水经过RH炉精炼，真空度91化，真空循环处理时间46分钟，保证氨含量小于 Sppm O
[0025] 连铸采用电磁揽拌、轻压下工艺，中间包过热度15°C，铸巧中屯、碳偏析指数1.03。 连铸巧连铸完成后，进入缓冷坑缓冷72小时。
[00%] 将钢巧加热至115(TC，保溫100分钟。
[0027]将除憐后的钢巧进行6+8道次粗中社，4道次预精社，8道次精社，进精社溫度870 °C，四架减定径，精社结束后，吐丝溫度控制在830°C。社制规格为(1) 18mm。
[00%]进入风冷线，调节风机开度和保溫罩开启数量，0.7°C/s的冷速冷却至550°C，然后 空冷至室溫。
[0029] 实施例2 冶炼钢水及连铸成钢巧，钢成分的重量百分比为：C 1.05%，Si 0.25%，Mn 0.25%，灯 1.65%，P 0.018%，S 0.025%，M〇 0.10%，Ni 0.10%，Cu 0.25%，0 0.0010%，余量为化和微量杂 质。
[0030] 钢水经过RH炉精炼，真空度70化，真空循环处理时间38分钟，保证氨含量小于 Sppm O
[0031] 连铸采用电磁揽拌、轻压下工艺，中间包过热度18°C，铸巧中屯、碳偏析指数1.02。 连铸巧连铸完成后，进入缓冷坑缓冷74小时。
[0032] 将钢巧加热至115(TC，保溫105分钟。
[0033] 将除憐后的钢巧进行6+8道次粗中社，4道次预精社，8道次精社，进精社溫度870 °C，四架减定径，精社结束后，吐丝溫度控制在830°C。社制规格为(1) 20mm。
[0034] 进入风冷线，调节风机开度和保溫罩开启数量，1.0°C/s的冷速冷却至550°C，然后 空冷至室溫。
[0035] 实施例3 冶炼钢水及连铸成钢巧，钢成分的重量百分比为：C 1.00%，Si 0.35%，Mn 0.40%，灯 1.55%，P 0.017%，S 0.020%,Mo 0.05%,Ni 0.15%,Cu 0.15%，0 0.0008%，余量为化和微量杂 质。
[0036] 钢水经过RH炉精炼，真空度80化，真空循环处理时间42分钟，保证氨含量小于 Sppm O
[0037] 连铸采用电磁揽拌、轻压下工艺，中间包过热度控制在12°C，铸巧中屯、碳偏析指数 0.98。连铸巧连铸完成后，进入缓冷坑缓冷75小时。
[003引将钢巧加热至1IOCTC，保溫110分钟。
[0039] 将除憐后的钢巧进行6+8道次粗中社，4道次预精社，8道次精社，进精社溫度850 °C，四架减定径，精社结束后，吐丝溫度控制在850°C。社制规格为(1) 18mm。
[0040] 进入风冷线，调节风机开度和保溫罩开启数量，0.5°C/s的冷速冷却至550°C，然后 空冷至室溫。
[0041 ] 实施例4 冶炼钢水及连铸成钢巧，钢成分的重量百分比为：C 0.98%，Si 0.30%，Mn 0.45%，灯 1.50%，P 0.015%，S 0.018%，M〇 0.04%，Ni 0.21%，Cu 0.10%，0 0.0009%，余量为化和微量杂 质。
[0042] 钢水经过RH炉精炼，真空度96化，真空循环处理时间48分钟，保证氨含量小于 Sppm O
[0043] 连铸采用电磁揽拌、轻压下工艺，中间包过热度控制在16°C，铸巧中屯、碳偏析指数 1.01。连铸巧连铸完成后，进入缓冷坑缓冷76小时。
[0044] 将钢巧加热至112(TC，保溫108分钟。
[0045] 将除憐后的钢巧进行6+8道次粗中社，4道次预精社，8道次精社，进精社溫度850 °C，四架减定径，精社结束后，吐丝溫度控制在830°C。社制规格为(1) 23mm。
[0046] 进入风冷线，调节风机开度和保溫罩开启数量，0.8°C/s的冷速冷却至550°C，然后 空冷至室溫。
[0047] 实施例5 冶炼钢水及连铸成钢巧，钢成分的重量百分比为：C 1.03%，Si 0.15%，Mn 0.38%，灯 1.45%，P 0.015%，S 0.019%,Mo 0.02%,Ni 0.25%,Cu 0.22%，0 0.0006%，余量为化和微量杂 质。
[004引钢水经过RH炉精炼，真空度lOOPa，真空循环处理时间35分钟，保证氨含量小于 Sppm O
[0049] 连铸采用电磁揽拌、轻压下工艺，中间包过热度14°C，铸巧中屯、碳偏析指数1.05。 连铸巧连铸完成后，进入缓冷坑缓冷78小时。
[(K)加]将钢巧加热至120(TC，保溫120分钟。
[0051]将除憐后的钢巧进行6+8道次粗中社，4道次预精社，8道次精社，进精社溫度800 °C，四架减定径，精社结束后，吐丝溫度控制在800°C。社制规格为(1) 23mm。
[0052]进入风冷线，调节风机开度和保溫罩开启数量，O.rc/s的冷速冷却至550°C，然后 空冷至室溫。
[0化3] 实施例6 冶炼钢水及连铸成钢巧，钢成分的重量百分比为：C 1.01%，Si 0.21%，Mn 0.28%，灯 1.40%，P 0.017%，S 0.020%,Mo 0.06%,Ni 0.30%,Cu 0.17%，0 0.0005%，余量为化和微量杂 质。
[0054] 钢水经过RH炉精炼，真空度67化，真空循环处理时间50分钟，保证氨含量小于 Sppm O
[0055] 连铸采用电磁揽拌、轻压下工艺，中间包过热度16°C，铸巧中屯、碳偏析指数0.96。 连铸巧连铸完成后，进入缓冷坑缓冷72小时。
[0化6] 将钢巧加热至1180。(：，保溫115分钟。
[0057]将除憐后的钢巧进行6+8道次粗中社，4道次预精社，8道次精社，进精社溫度900 °C，四架减定径，精社结束后，吐丝溫度控制在820°C。社制规格为(1) 20mm。
[005引进入风冷线，调节风机开度和保溫罩开启数量，0.3°C/s的冷速冷却至550°C，然后 空冷至室溫。
[0059] 对实施例1~6获得的不同规格盘条，进行快速球化退火处理，退火工艺为:随炉升 溫至770~790°C，保溫2~3小时，随后W50~IOOtVh速度缓冷至650°C，出炉后空冷至室 溫。其退火时间《8小时，球化退火时间见表1;采用GB/T18254附录A第6级别图进行判定，检 验数值见表1。
[0060] 表1实施例1~6材料快速球化退火时间及检验结果
田买施例1-6 W知，本巧明生广的巧巧剛溫杀给巧救巧町间的退乂，駆够妖得止巧的琢 化退火组织。因此，采用本发明工艺生产的轴承钢盘条能够获得良好的球化退火预备组织， 显著缩短球化退火时间。
【主权项】
1. 一种轴承钢盘条，其特征在于:所述轴承钢盘条化学成分的质量百分比为:C 0.95~ 1.05%，Si0.15~0.35%，Mn0.25~0.45%，Crl.40~1.65%，P<0.025%，S<0.025%，Mo 0.02~0.10%，附0.10~0.30%，(：110.10~0.25%，0彡0.0012%，余量为卩6和微量杂质。2. 根据权利要求1所述的一种轴承钢盘条的生产方法，其特征在于包括下述工序:RH炉 精炼、连铸、缓冷、加热、除磷后乳制、吐丝和风冷。3. 根据权利要求2所述的一种轴承钢盘条的生产方法，其特征在于：所述RH炉精炼工 序，真空度67~lOOPa，真空循环处理时间35~50分钟，保证氢含量彡3ppm。4. 根据权利要求2所述的一种轴承钢盘条的生产方法，其特征在于:所述连铸工序，采 用电磁搅拌、轻压下工艺，中间包过热度控制在15±3°C，铸坯中心碳偏析指数控制在0.96 ~1.05〇5. 根据权利要求2所述的一种轴承钢盘条的生产方法，其特征在于:所述缓冷工序，在 600 °C以上温度进入缓冷炉或缓冷坑，缓冷72小时以上。6. 根据权利要求2所述的一种轴承钢盘条的生产方法，其特征在于:所述加热工序，将 钢坯加热至1100~1200 °C，保温100~120分钟。7. 根据权利要求2所述的一种轴承钢盘条的生产方法，其特征在于:所述除磷后乳制工 序，将除磷后的钢坯进行6+8道次粗中乳，4道次预精乳，8道次精乳，进精乳温度800~900 °C，四架减定径，精乳结束后进入吐丝工序。8. 根据权利要求2所述的一种轴承钢盘条的生产方法，其特征在于:所述吐丝工序，吐 丝温度控制在800~850 °C。9. 根据权利要求2所述的一种轴承钢盘条的生产方法，其特征在于:所述风冷工序:进 入风冷线，以〇. 1~1°C /s的冷速冷却至550 °C，然后空冷至室温。
【文档编号】C22C38/02GK105925909SQ201610467785
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】苑希现, 王伟, 田新中, 张治广, 赵铮铮, 逯志方, 宋振平, 孟耀青, 黄翠环, 孔令波
【申请人】邢台钢铁有限责任公司