專利名稱：一種高碳鉻軸承鋼GCr15及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軸承鋼及其生產(chǎn)方法，特別是涉及一種高碳鉻軸承鋼GCr 15及其轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
軸承鋼根據(jù)鋼中碳含量和用途的不同，可分為高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、中碳軸承鋼、不銹軸承鋼、高溫軸承鋼。GCrl5是一種最常用的高碳鉻軸承鋼，有高的淬透性，在油中臨界淬透直徑約為18 40mm(50%馬氏體)；疲勞壽命長(zhǎng)，冷變形塑性中等，切削性一般，對(duì)白點(diǎn)形成敏感，有回火脆性，綜合性能良好。一般經(jīng)淬火及低溫回火后使用。球化退火后有良好的切削加工性能。淬火和回火后硬度高而且均勻，耐磨性能和接觸疲勞強(qiáng)度高， 熱加工性能好。含有較多的合金元素，價(jià)格較便宜。GCrl5鋼是高碳鉻軸承鋼中使用量和生產(chǎn)量最多的牌號(hào)，被世界各國(guó)廣泛采用。研究表明高碳鉻軸承鋼的T
(氧含量)是軸承疲勞壽命的最關(guān)鍵指標(biāo)，Τ
越低疲勞壽命越高，因此，提高高碳鉻軸承鋼的質(zhì)量主要體現(xiàn)在如何降低高碳鉻軸承鋼的 Τ
上。同時(shí)，在煉鋼過(guò)程中，少量爐渣、耐火材料及冶煉中反應(yīng)產(chǎn)物可能進(jìn)入鋼液，形成非金屬夾雜物。它們都會(huì)降低鋼的機(jī)械性能，特別是降低塑性、韌性及疲勞極限。嚴(yán)重時(shí)， 還會(huì)使鋼在熱加工與熱處理時(shí)產(chǎn)生裂紋或使用時(shí)突然脆斷。非金屬夾雜物也促使鋼形成熱加工纖維組織與帶狀組織，使材料具有各向異性。嚴(yán)重時(shí)，橫向塑性僅為縱向的一半，并使沖擊韌性大為降低。因此，對(duì)重要用途的鋼(如軸承鋼、彈簧鋼等)要檢查非金屬夾雜物的數(shù)量、形狀、大小與分布情況。高碳鉻軸承鋼基本上采用電爐冶煉，電爐相對(duì)于轉(zhuǎn)爐冶煉高碳鉻軸承鋼，電爐的冶煉周期長(zhǎng)，在后部鋼水精煉的時(shí)間也長(zhǎng)，容易得到低τ
的高碳鉻軸承鋼。轉(zhuǎn)爐的冶煉周期僅為電爐的1/2到1/4，后部鋼水精煉時(shí)間很短，很難得到低Τ
的高碳鉻軸承鋼，所以采用轉(zhuǎn)爐冶煉高碳鉻軸承鋼的廠家很少。為了生產(chǎn)低Τ
的高碳鉻軸承鋼，一般采用的流程則是電爐冶煉 精煉爐精煉 真空爐處理 模鑄。ZL0132236. 5公開(kāi)了一種采用“直流電爐初煉 鋼包爐底部吹氫精煉 真空爐脫氣 模鑄”生產(chǎn)工藝，可以生產(chǎn)出Τ
不大于7Χ 10-6的高碳鉻軸承鋼。CN200410025102. 5公開(kāi)了一種高碳鉻軸承鋼的生產(chǎn)方法，采用五步法冶煉工藝流程，電爐配料優(yōu)化、-電爐初煉鋼液_底吹氨鋼包爐精煉_真空爐脫氣-模鑄，該發(fā)明彌補(bǔ)了 ZL0132236.5的不足，提高了低Τ
高碳鉻軸承鋼的煉成率。但上述技術(shù)均采用了電爐和模鑄，而電爐冶煉鋼，效率低，夾雜物多，同時(shí)需消耗大量電能；模鑄則是一勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)率很低的生產(chǎn)方法，己是淘汰技術(shù)。由于傳統(tǒng)的電爐生產(chǎn)高碳鉻軸承鋼的種種限制，而轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)高碳鉻軸承鋼在生產(chǎn)成本及效率提高上優(yōu)于電爐的生產(chǎn)工藝。因此，利用轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)高碳鉻軸承鋼的方法成為該領(lǐng)域的一個(gè)開(kāi)發(fā)方向。CN101182591A公開(kāi)了一種利用轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)高碳鉻軸承鋼的方法，其步驟為將原料依次通過(guò)轉(zhuǎn)爐冶煉、LF爐精煉、VD或RH真空裝置脫氧處理和模鑄或連鑄成型，其中在轉(zhuǎn)爐冶煉完高碳鉻軸承鋼水后的出鋼過(guò)程中，加入第一批渣料，控制鋼包渣的CaO/ SiO2重量比值在3. 5 4. 5范圍內(nèi)；當(dāng)鋼包到LF爐精煉工位后不用拔渣處理，直接加入第二批渣料，控制鋼包渣的CaCVSiO2重量比值在2. 2 3. 2范圍內(nèi)。這種低氧類高碳鉻軸承鋼的轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)方法不采取拔渣操作，即可生產(chǎn)高碳鉻軸承鋼，有效控制了高碳鉻軸承鋼點(diǎn)狀?yuàn)A雜物的生成。然而利用該發(fā)明生產(chǎn)出來(lái)的軸承鋼的含氧量還是較高，對(duì)軸承鋼使用時(shí)的加工性能有不利影響。另外，在高碳鉻軸承鋼生產(chǎn)方法中，涉及氮含量的控制的公開(kāi)文獻(xiàn)寥寥無(wú)幾。然而，殘留在高碳鉻軸承鋼中的氮，易與鋼中鈦結(jié)合形成呈棱角形的、高熔點(diǎn)的氮化鈦夾雜， 嚴(yán)重影響鋼的疲勞壽命；氮含量< 0.0055% (也就是55ppm)是目前DC(直流電爐)生產(chǎn)工藝的瓶頸。因此，如何利用低成本、高效率的轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)出較低氧、低氮、低夾雜物的高碳鉻軸承鋼是本領(lǐng)域面臨的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種高碳鉻軸承鋼GCrl5及其
生產(chǎn)方法。本發(fā)明的目的之一首先在于提供一種高碳鉻軸承鋼，其成分重量百分比為
C0,.85%~1.15%Si0,.10% ~0.40%Mn0,.20% ~0.50%Cr1.30% ~1.75%S0,.004% --0.020%V0,.005%-0.025%Ti0,.003%-0.015%Al0,.010%-0.030%O0.0002%-0.0007%N0.0020%-0.0060%余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)。作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明所述的高碳鉻軸承鋼，其成分重量百分比為C0.95%~1.05%Si0,.15% ~ 0.35%Mn0,.25% ~ 0.45%Cr1.40% ~ 1.65%S0,.005% ~ 0.015%V0,.01%~0.02%Ti0,.004%~0.010%Al0,.015%~0.025%O0.0003%~0.0006%N0.0030%~0.0050%余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)。作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明所述的高碳鉻軸承鋼還含有，0 0.30襯％的Ni或/ 和0 0. 030wt %的Cu或/和0 0. 030wt %的P，優(yōu)選0 0. 25wt %的Ni或/和0 0. 020襯％的Cu或/和0 0. 025襯％的P。該三種組分為可選組分，主成分中根據(jù)需要可以添加也可以不添加，即使不添加也能達(dá)到本發(fā)明所要實(shí)現(xiàn)的目的。本發(fā)明所提供的高碳鉻軸承鋼的含氧量遠(yuǎn)低于GB/T 18254-2002《高碳鉻軸承鋼》 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定最大限值，含氮量則遠(yuǎn)低于現(xiàn)有技術(shù)所公開(kāi)的量，本發(fā)明所提供的高碳鉻軸承鋼大大提高了軸承鋼在使用時(shí)的性能，增加了軸承鋼的耐疲勞壽命。本發(fā)明的另一目的在于提供一種高碳鉻軸承鋼的生產(chǎn)方法，包括以下步驟(1)初煉將滿足經(jīng)該生產(chǎn)方法得到如權(quán)利要求1-3任一所述產(chǎn)品的原料送入初煉爐中于1600 1700°C下進(jìn)行冶煉，冶煉終點(diǎn)時(shí)調(diào)節(jié)C的含量為0. 06wt% 0. 10襯％，采用滑板擋渣出鋼以實(shí)現(xiàn)無(wú)渣出鋼，出鋼過(guò)程采用鋼包加精煉渣進(jìn)行渣洗和強(qiáng)脫氧與預(yù)脫氧相結(jié)合；(2)精煉加熱待精煉的鋼水進(jìn)行再精煉，加脫氧劑，快速造白渣，控制鋼渣堿度彡4. 0，硫量為彡0. 025wt%,磷量為彡0. 015wt%,加覆蓋劑覆蓋液面，軟吹A(chǔ)r，嚴(yán)格控制氬氣壓力保證液面不裸露，精煉時(shí)間> 45min ；(3)真空脫氣將步驟(2)得到的精煉鋼水送入真空脫氣爐(VD爐)內(nèi)，在真空度 70Pa以下保持IOmin以上；(4)喂硅鋇線向鋼水中喂入硅鋇線，然后軟吹，離站時(shí)控制硫量為彡0. 015wt%, 磷量為彡0. 015wt% ；(5)連續(xù)澆注在低過(guò)熱度環(huán)境下，采用恒溫恒拉速、液面自動(dòng)控制、結(jié)晶器電磁攪拌等工藝，使用大包長(zhǎng)水口氬封保護(hù)、浸入式水口、中包覆蓋劑，結(jié)晶器保護(hù)渣等對(duì)鋼水進(jìn)行全保護(hù)澆注，得到合格的連鑄坯；
(6)軋制將連鑄坯加熱后對(duì)其進(jìn)行軋制；(7)后處理對(duì)棒材采取緩冷工藝，得到成品。步驟(1)所述的備料為60 70t的鐵水和1 5t的廢鋼，進(jìn)一步優(yōu)選65 68t 的鐵水和2 4t的廢鋼，先加廢鋼后兌鐵水；所述的初煉爐冶煉溫度為1660 1680°C;所述精煉渣的質(zhì)量200 400kg，進(jìn)一步優(yōu)選為300kg。步驟O)中在精煉鋼水前將步驟(1)中產(chǎn)生的澆余送入鋼包精煉爐(LF爐)內(nèi)待精煉的鋼水中進(jìn)行精煉；所述的脫氧劑為鋁粒，加入量為0. 2 0. 4kg/t，進(jìn)一步優(yōu)選 0. 3kg/t ；所述的覆蓋劑為無(wú)碳?jí)A性覆蓋劑，優(yōu)選無(wú)碳?jí)A性大包覆蓋劑；所述的覆蓋劑加入量為7 15袋，進(jìn)一步優(yōu)選10 12袋。步驟(3)中所述真空度為671 以下，保持時(shí)間為13 15min。步驟中所述硅鋇線喂入速度為3 6m/s，喂入量為2 4m/t，進(jìn)一步優(yōu)選喂入速度為5m/s，喂入量為3m/t ；所述軟吹時(shí)間為15min以上。步驟(5)中所述低過(guò)熱環(huán)境為15 30°C，進(jìn)一步優(yōu)選20 30°C ；所述恒溫恒拉速為0. 6 0. Sm/min，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 7m/min ；所述的中包覆蓋劑為無(wú)碳?jí)A性覆蓋劑和碳
化稻殼。步驟(6)中開(kāi)軋溫度為1090 1120°C，終軋溫度為950 1050°C ；進(jìn)一步優(yōu)選所述軋制前連鑄坯加熱到1150 1250°C，更優(yōu)選1180 1210°C。步驟(7)中緩冷工藝采用Φ40，彡350°C緩冷；Φ45，彡350°〇緩冷；0 50，彡400°C 緩冷；Φ55，彡4501緩冷；0 60，彡4501緩冷；0 65，彡5001緩冷；0 70，彡550°C緩冷； Φ75，彡550°C緩冷；緩冷時(shí)間彡30h，進(jìn)一步優(yōu)選彡36h。本發(fā)明采用特定的成分配方，在通用初煉爐上按普通煉鋼工藝冶煉，出鋼過(guò)程采用鋼包加一定量的精煉渣進(jìn)行渣洗和強(qiáng)脫氧與預(yù)脫氧相結(jié)合，鋼水到LF爐精煉，控制鋼水的脫氧程度及鋼渣的堿度，并通過(guò)真空脫氣爐進(jìn)行真空處理，使成品非金屬夾雜控制在A 類最大1. 0級(jí)；B類最大0. 5級(jí)；C類最大0. 5級(jí)；D類最大0.5級(jí)，繼而進(jìn)行喂線軟吹和全保護(hù)澆注，得到的低夾雜鑄坯，經(jīng)軋鋼控冷控軋軋制成棒材，最后緩冷檢驗(yàn)合格后得到成品。對(duì)本發(fā)明的產(chǎn)品進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試項(xiàng)目包括頂鍛測(cè)試、低倍測(cè)試、非金屬夾雜物測(cè)試、脫碳層測(cè)試、碳化物液析測(cè)試及碳化物網(wǎng)狀測(cè)試。頂鍛測(cè)試按GB/T 5293-2006《金屬材料頂鍛試驗(yàn)方法》進(jìn)行檢驗(yàn)。低倍測(cè)試按低倍試驗(yàn)系將試樣在溫度為65°C -80°C,50% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))鹽酸(工業(yè)用)水溶液中浸蝕25min-40min，以正確顯示鋼的低倍組織為準(zhǔn)用目視或不大于10倍放大鏡觀察，按照GB/T 18254-2002《高碳鉻軸承鋼》圖樣表對(duì)酸浸試樣進(jìn)行檢驗(yàn)。非金屬夾雜物測(cè)試步驟如下對(duì)試樣進(jìn)行熱處理淬火加熱溫度820°C -840°C (淬火加熱時(shí)間按試樣直徑或厚度每Imm保溫1. 5min)；冷卻劑油冷；回火溫度150°C左右回火時(shí)間Ihjh后按照GB/T 10561-89《鋼中非金屬夾雜物
顯微評(píng)定方法》進(jìn)行檢驗(yàn)。脫碳層測(cè)試按GB/T 224-2008《鋼的脫碳層深度測(cè)定法》的金相法進(jìn)行測(cè)試試驗(yàn)方法按照測(cè)試(3)的熱處理制度進(jìn)行。
碳化物液析、網(wǎng)狀測(cè)試按GB/T 18254-2002《高碳鉻軸承鋼》鋼中碳化物液析、網(wǎng)狀測(cè)試顯微評(píng)定方法。測(cè)試結(jié)果顯示，本發(fā)明的高碳鉻軸承鋼具有低夾雜物含量、低氧、低氮，改善了鋼材的加工性能，是理想的軸承材料。與已有的軸承鋼及其生產(chǎn)工藝相比，本發(fā)明所提供的產(chǎn)品含氧量、含氮量、夾雜物含量更低；所采用的原材料成分更合理，實(shí)現(xiàn)了低成本的同時(shí)又保證了成品的綜合力學(xué)性能；另外，本發(fā)明的加工工藝中采用了精煉渣，并通過(guò)軋鋼控冷控軋、緩冷等措施，改善了鋼材的加工性能，提高棒材質(zhì)量；相對(duì)于傳統(tǒng)工藝簡(jiǎn)化了工序，有效降低了冶煉生產(chǎn)成本，提高了鋼材純凈度。
具體實(shí)施例方式為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實(shí)施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施例僅僅用于幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的具體限制。實(shí)施例1(1)初煉按如下配比備料鐵水65t、廢鋼5t，先加廢鋼后兌鐵水；將原料送入初煉爐中于1600°C下進(jìn)行冶煉，冶煉終點(diǎn)時(shí)調(diào)節(jié)C的含量為0. 06wt%，采用滑板擋渣出鋼以實(shí)現(xiàn)無(wú)渣出鋼，出鋼過(guò)程采用鋼包加200kg精煉渣進(jìn)行渣洗和強(qiáng)脫氧與預(yù)脫氧相結(jié)合；(2)精煉加熱待精煉的鋼水進(jìn)行再精煉，按0. 2kg/t加脫氧劑鋁粒，快速造白渣， 控制鋼渣堿度4. 0，硫量為0. 025wt %，磷量為0. 015wt %，加7包大包覆蓋劑覆蓋液面，軟吹 Ar，嚴(yán)格控制氬氣壓力保證液面不裸露，精煉45min ；(3)真空脫氣將步驟(2)得到的精煉鋼水送入真空脫氣爐(VD爐)內(nèi)，在真空度 70Pa 保持 IOmin ；(4)喂硅鋇線向鋼水中以3m/s喂入硅鋇線，按照2m/t加入，然后軟吹15min，離站時(shí)控制硫量為0. 015wt%，磷量為0. 015wt% ；(5)連續(xù)澆注在15°C低過(guò)熱度環(huán)境下，采用0. 6m/min恒溫恒拉速、液面自動(dòng)控制、結(jié)晶器電磁攪拌等工藝，使用大包長(zhǎng)水口氬封保護(hù)、浸入式水口、中包覆蓋劑，結(jié)晶器保護(hù)渣等對(duì)鋼水進(jìn)行全保護(hù)澆注，得到合格的連鑄坯；(6)軋制將連鑄坯加熱到1150°C后對(duì)其進(jìn)行軋制，其中開(kāi)軋溫度為1090°C，終軋溫度為9500C ；(7)后處理對(duì)棒材采取緩冷工藝，緩冷30h，得到成品。實(shí)施例2(1)初煉按如下配比備料鐵水66t、廢鋼4t，先加廢鋼后兌鐵水；將原料送入初煉爐中于1660°C下進(jìn)行冶煉，冶煉終點(diǎn)時(shí)調(diào)節(jié)C的含量為0. 08wt%，采用滑板擋渣出鋼以實(shí)現(xiàn)無(wú)渣出鋼，出鋼過(guò)程采用鋼包加300kg精煉渣進(jìn)行渣洗和強(qiáng)脫氧與預(yù)脫氧相結(jié)合；(2)精煉加熱待精煉的鋼水進(jìn)行再精煉，按0. 3kg/t加脫氧劑鋁粒，快速造白渣， 控制鋼渣堿度5. 0，硫量為0. 020wt%，磷量為0. 010襯％，加10包大包覆蓋劑覆蓋液面，軟吹A(chǔ)r，嚴(yán)格控制氬氣壓力保證液面不裸露，精煉48min ；(3)真空脫氣將步驟(2)得到的精煉鋼水送入真空脫氣爐(VD爐)內(nèi)，在真空度 67Pa 保持 13min ；
(4)喂硅鋇線向鋼水中以5m/s喂入硅鋇線，按照3m/t加入，然后軟吹18min，離站時(shí)控制硫量為0. 012wt%，磷量為0. 012wt% ；(5)連續(xù)澆注在20°C低過(guò)熱度環(huán)境下，采用0. 7m/min恒溫恒拉速、液面自動(dòng)控制、結(jié)晶器電磁攪拌等工藝，使用大包長(zhǎng)水口氬封保護(hù)、浸入式水口、中包覆蓋劑，結(jié)晶器保護(hù)渣等對(duì)鋼水進(jìn)行全保護(hù)澆注，得到合格的連鑄坯；(6)軋制將連鑄坯加熱到1185°C后對(duì)其進(jìn)行軋制，其中開(kāi)軋溫度為1100°C，終軋溫度為1050°C ；(7)后處理對(duì)棒材采取緩冷工藝，緩冷36h，得到成品。實(shí)施例3(1)初煉按如下配比備料鐵水68t、廢鋼2t，先加廢鋼后兌鐵水；將原料送入初煉爐中于1680°C下進(jìn)行冶煉，冶煉終點(diǎn)時(shí)調(diào)節(jié)C的含量為0. 10wt%，采用滑板擋渣出鋼以實(shí)現(xiàn)無(wú)渣出鋼，出鋼過(guò)程采用鋼包加350kg精煉渣進(jìn)行渣洗和強(qiáng)脫氧與預(yù)脫氧相結(jié)合；(2)精煉在精煉鋼水前將步驟⑴中產(chǎn)生的澆余送入鋼包精煉爐(LF爐)內(nèi)待精煉的鋼水中進(jìn)行加熱再精煉，按0. 4kg/t加脫氧劑鋁粒，快速造白渣，控制鋼渣堿度6. 0， 硫量為0. 018wt%，磷量為0. OlOwt %，加12包大包覆蓋劑覆蓋液面，軟吹A(chǔ)r，嚴(yán)格控制氬氣壓力保證液面不裸露，精煉50min ；(3)真空脫氣將步驟(2)得到的精煉鋼水送入真空脫氣爐(VD爐)內(nèi)，在真空度 67Pa 保持 14min ；(4)喂硅鋇線向鋼水中以6m/s喂入硅鋇線，按照4m/t加入，然后軟吹16min，離站時(shí)控制硫量為0. OlOwt%，磷量為0. 008wt% ；(5)連續(xù)澆注在25°C低過(guò)熱度環(huán)境下，采用0. 8m/min恒溫恒拉速、液面自動(dòng)控制、結(jié)晶器電磁攪拌等工藝，使用大包長(zhǎng)水口氬封保護(hù)、浸入式水口、中包覆蓋劑，結(jié)晶器保護(hù)渣等對(duì)鋼水進(jìn)行全保護(hù)澆注，得到合格的連鑄坯；(6)軋制將連鑄坯加熱到1210°C后對(duì)其進(jìn)行軋制，其中開(kāi)軋溫度為1110°C，終軋溫度為IOOO0C ；(7)后處理對(duì)棒材采取緩冷工藝，緩冷32h，得到成品。實(shí)施例4(1)初煉按如下配比備料鐵水70t、廢鋼lt，先加廢鋼后兌鐵水；將原料送入初煉爐中于1700°C下進(jìn)行冶煉，冶煉終點(diǎn)時(shí)調(diào)節(jié)C的含量為0. 07wt%，采用滑板擋渣出鋼以實(shí)現(xiàn)無(wú)渣出鋼，出鋼過(guò)程采用鋼包加400kg精煉渣進(jìn)行渣洗和強(qiáng)脫氧與預(yù)脫氧相結(jié)合；(2)精煉在精煉鋼水前將步驟⑴中產(chǎn)生的澆余送入鋼包精煉爐(LF爐)內(nèi)待精煉的鋼水中進(jìn)行加熱再精煉，按0. 25kg/t加脫氧劑鋁粒，快速造白渣，控制鋼渣堿度5. 0， 硫量為0. 022wt %，磷量為0. 012wt %，加15包大包覆蓋劑覆蓋液面，軟吹A(chǔ)r，嚴(yán)格控制氬氣壓力保證液面不裸露，精煉55min ；(3)真空脫氣將步驟(2)得到的精煉鋼水送入真空脫氣爐(VD爐)內(nèi)，在真空度 65Pa 保持 15min ；(4)喂硅鋇線向鋼水中以5m/s喂入硅鋇線，按照2. 5m/t加入，然后軟吹17min， 離站時(shí)控制硫量為0. 012wt%，磷量為0. 01 Iwt % ；(5)連續(xù)澆注在30°C低過(guò)熱度環(huán)境下，采用0. 65m/min恒溫恒拉速、液面自動(dòng)控制、結(jié)晶器電磁攪拌等工藝，使用大包長(zhǎng)水口氬封保護(hù)、浸入式水口、中包覆蓋劑，結(jié)晶器保護(hù)渣等對(duì)鋼水進(jìn)行全保護(hù)澆注，得到合格的連鑄坯；(6)軋制將連鑄坯加熱到1250°C后對(duì)其進(jìn)行軋制，其中開(kāi)軋溫度為1120°C，終軋溫度為1020°C ；(7)后處理對(duì)棒材采取緩冷工藝，采用Φ40，彡350°C緩冷；Φ45，彡350°C緩冷； Φ50，彡 400°〇緩冷；0 55，彡 450°C緩冷；Φ60，彡 450°C緩冷；Φ65，彡 500°C緩冷；Φ70， 彡550°〇緩冷；0 75，彡550°C緩冷，緩冷38h，得到成品。實(shí)施例5(1)初煉按如下配比備料鐵水60t、廢鋼5t，先加廢鋼后兌鐵水；將原料送入初煉爐中于1640°C下進(jìn)行冶煉，冶煉終點(diǎn)時(shí)調(diào)節(jié)C的含量為0. 08wt%，采用滑板擋渣出鋼以實(shí)現(xiàn)無(wú)渣出鋼，出鋼過(guò)程采用鋼包加250kg精煉渣進(jìn)行渣洗和強(qiáng)脫氧與預(yù)脫氧相結(jié)合；(2)精煉在精煉鋼水前將步驟(1)中產(chǎn)生的澆余送入鋼包精煉爐(LF爐)內(nèi)待精煉的鋼水中進(jìn)行加熱再精煉，按0. 35kg/t加脫氧劑鋁粒，快速造白渣，控制鋼渣堿度6. 0， 硫量為0. 017wt%，磷量為0. 013wt%，加8包大包覆蓋劑覆蓋液面，軟吹A(chǔ)r，嚴(yán)格控制氬氣壓力保證液面不裸露，精煉60min ；(3)真空脫氣將步驟(2)得到的精煉鋼水送入真空脫氣爐(VD爐)內(nèi)，在真空度 67Pa 保持 12min ；(4)喂硅鋇線向鋼水中以4m/s喂入硅鋇線，按照3. 5m/t加入，然后軟吹20min， 離站時(shí)控制硫量為0. 015wt%，磷量為0. OHwt% ；(5)連續(xù)澆注在18°C低過(guò)熱度環(huán)境下，采用0. 7m/min恒溫恒拉速、液面自動(dòng)控制、結(jié)晶器電磁攪拌等工藝，使用大包長(zhǎng)水口氬封保護(hù)、浸入式水口、中包覆蓋劑，結(jié)晶器保護(hù)渣等對(duì)鋼水進(jìn)行全保護(hù)澆注，得到合格的連鑄坯；(6)軋制將連鑄坯加熱到1190°C后對(duì)其進(jìn)行軋制，其中開(kāi)軋溫度為1105°C，終軋溫度為9800C ；(7)后處理對(duì)棒材采取緩冷工藝，采用Φ40，彡350°C緩冷；Φ45，彡350°C緩冷； Φ50，彡 400°〇緩冷；0 55，彡 450°C緩冷；Φ60，彡 450°C緩冷；Φ65，彡 500°C緩冷；Φ70， 彡550°〇緩冷；0 75，彡550°C緩冷，緩冷40h，得到成品。實(shí)施例6(1)初煉按如下配比備料鐵水66t、廢鋼4t，先加廢鋼后兌鐵水；將原料送入初煉爐中于1670°C下進(jìn)行冶煉，冶煉終點(diǎn)時(shí)調(diào)節(jié)C的含量為0. 09wt%，采用滑板擋渣出鋼以實(shí)現(xiàn)無(wú)渣出鋼，出鋼過(guò)程采用鋼包加330kg精煉渣進(jìn)行渣洗和強(qiáng)脫氧與預(yù)脫氧相結(jié)合；(2)精煉加熱待精煉的鋼水進(jìn)行再精煉，按0. 3kg/t加脫氧劑鋁粒，快速造白渣， 控制鋼渣堿度4. 0，硫量為0. 025wt%，磷量為0. 015wt%，加13包大包覆蓋劑覆蓋液面，軟吹A(chǔ)r，嚴(yán)格控制氬氣壓力保證液面不裸露，精煉45min ；(3)真空脫氣將步驟(2)得到的精煉鋼水送入真空脫氣爐(VD爐)內(nèi)，在真空度 60Pa 保持 18min ；(4)喂硅鋇線向鋼水中以5. 5m/s喂入硅鋇線，按照4m/t加入，然后軟吹25min， 離站時(shí)控制硫量為0. 015wt%，磷量為0. 015wt% ；(5)連續(xù)澆注在23°C低過(guò)熱度環(huán)境下，采用0. 6m/min恒溫恒拉速、液面自動(dòng)控制、結(jié)晶器電磁攪拌等工藝，使用大包長(zhǎng)水口氬封保護(hù)、浸入式水口、中包覆蓋劑，結(jié)晶器保護(hù)渣等對(duì)鋼水進(jìn)行全保護(hù)澆注，得到合格的連鑄坯；(6)軋制將連鑄坯加熱到1200°C后對(duì)其進(jìn)行軋制，其中開(kāi)軋溫度為1115°C，終軋溫度為1030°C ；(7)后處理對(duì)棒材采取緩冷工藝，緩冷45h，得到成品。對(duì)所得產(chǎn)品的成分進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如表1所示。表 權(quán)利要求
1. 一種高碳鉻軸承鋼，其成分重量百分比為C0.85%~1.15%Si0.10% ~ 0.40%Mn0.20% ~ 0.50%Cr1.30% ~ 1.75%S0.004% ~ 0.020%V0.005%~0.025%Ti0.003%~0.015%Al0.010%~0.030%O0.0002%~0.0007%N0.0020%~0.0060%余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的高碳鉻軸承鋼，其特征在于，所述的軸承鋼，其成分重量百分比為C0.95%~1.05%Si0.15% ~ 0.35%Mn0.25% ~ 0.45%Cr1.40% ~ 1.65%S0.005% ~ 0.015%V0.01%~0.02%Ti0.004%~0.010%Al0.015%~0.025%O0.0003%~0.0006%N0.0030%~0.0050%余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高碳鉻軸承鋼，其特征在于，所述的軸承鋼還含有，0 ~ 0. 30wt % 的 Ni 或 / 和 0 0. 030wt % 的 Cu 或 / 和 0 0. 030wt % 的 P，優(yōu)選 0 0. 25wt % 的 Ni 或 / 和 0 0.Cu 或 / 和 `0 0.P。
4.如權(quán)利要求1 3任一所述的高碳鉻軸承鋼的生產(chǎn)方法，包括如下步驟(1)初煉將滿足經(jīng)該生產(chǎn)方法得到如權(quán)利要求1-3任一所述產(chǎn)品的原料送入初煉爐中于1600 1700°C下進(jìn)行冶煉，冶煉終點(diǎn)時(shí)調(diào)節(jié)C的含量為0. 06wt% 0. IOwt %，采用滑板擋渣出鋼以實(shí)現(xiàn)無(wú)渣出鋼，出鋼過(guò)程采用鋼包加精煉渣進(jìn)行渣洗和強(qiáng)脫氧與預(yù)脫氧相結(jié)合；(2)精煉加熱待精煉的鋼水進(jìn)行再精煉，加脫氧劑，快速造白渣，控制鋼渣堿度彡4. 0，硫量為彡0. 025wt%,磷量為彡0.015wt%,加覆蓋劑覆蓋液面，軟吹A(chǔ)r，嚴(yán)格控制氬氣壓力保證液面不裸露，精煉時(shí)間> 45min ；(3)真空脫氣將步驟(2)得到的精煉鋼水送入真空脫氣爐(VD爐)內(nèi)，在真空度70Pa 以下保持IOmin以上；(4)喂硅鋇線向鋼水中喂入硅鋇線，然后軟吹，離站時(shí)控制硫量為彡0.015wt%，磷量為< 0. 015wt% ；(5)連續(xù)澆注在低過(guò)熱度環(huán)境下，采用恒溫恒拉速、液面自動(dòng)控制、結(jié)晶器電磁攪拌等工藝，使用大包長(zhǎng)水口氬封保護(hù)、浸入式水口、中包覆蓋劑，結(jié)晶器保護(hù)渣等對(duì)鋼水進(jìn)行全保護(hù)澆注，得到合格的連鑄坯；(6)軋制將連鑄坯加熱后對(duì)其進(jìn)行軋制；(7)后處理對(duì)棒材采取緩冷工藝，得到成品。
5.如權(quán)利要求4所述的高碳鉻軸承鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟(1)所述的備料為 60 70t的鐵水和1 5t的廢鋼，進(jìn)一步優(yōu)選65 68t的鐵水和2 4t的廢鋼，先加廢鋼后兌鐵水；所述的初煉爐冶煉溫度為1660 1680°C;所述精煉渣的質(zhì)量200 400kg，進(jìn)一步優(yōu)選為300kg。
6.如權(quán)利要求4或5所述的高碳鉻軸承鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟(2)中在精煉鋼水前將步驟(1)中產(chǎn)生的澆余送入鋼包精煉爐(LF爐)內(nèi)待精煉的鋼水中進(jìn)行精煉；所述的脫氧劑為鋁粒，加入量為0. 2 0. 4kg/t，進(jìn)一步優(yōu)選0. 3kg/t ；所述的覆蓋劑為無(wú)碳?jí)A性覆蓋劑，優(yōu)選無(wú)碳?jí)A性大包覆蓋劑；所述的覆蓋劑加入量為7 15袋，進(jìn)一步優(yōu)選10 12袋。
7.如權(quán)利要求4 6任一所述的高碳鉻軸承鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟(3)中所述真空度為67Pa以下，保持時(shí)間為13 15min。
8.如權(quán)利要求4 7任一所述的高碳鉻軸承鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟(4)中所述硅鋇線喂入速度為3 6m/s，喂入量為2 4m/t，進(jìn)一步優(yōu)選喂入速度為5m/s，喂入量為 3m/t ；所述軟吹時(shí)間為15min以上。
9.如權(quán)利要求4 8任一所述的高碳鉻軸承鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟(5)中所述低過(guò)熱環(huán)境為15 30°C，進(jìn)一步優(yōu)選20 30°C ；所述恒溫恒拉速為0. 6 0. 8m/min, 進(jìn)一步優(yōu)選為0. 7m/min ；所述的中包覆蓋劑為無(wú)碳?jí)A性覆蓋劑和碳化稻殼。
10.如權(quán)利要求4 9任一所述的高碳鉻軸承鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟(6)中開(kāi)軋溫度為1090 1120°C，終軋溫度為950 1050°C ；進(jìn)一步優(yōu)選所述軋制前連鑄坯加熱到 1150 1250°C，更優(yōu)選 1180 1210°C ；優(yōu)選地，步驟(7)中緩冷工藝采用Φ40，彡350°C緩冷；Φ45，彡350°C緩冷；Φ50， 彡 400°C緩冷；Φ55，彡 450°C緩冷；Φ60，彡 450°C緩冷；Φ65，彡 500°C緩冷；Φ70，彡 550°C 緩冷；Φ 75，彡550°C緩冷；緩冷時(shí)間彡30h，進(jìn)一步優(yōu)選彡36h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高碳鉻軸承鋼及其生產(chǎn)方法，其成分質(zhì)量百分比為C0.85％～1.15％、Si0.10％～0.40％、Mn0.20％～0.50％、Cr1.30％～1.75％、S0.004％～0.020％、V0.005％～0.025％、Ti0.003％～0.015％、Al0.010％～0.030％、O0.0002％～0.0007％、N0.0020％～0.0060％，余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)。生產(chǎn)方法為初煉→精煉→真空脫氣→喂硅鋇線→連續(xù)澆注→軋制→后處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的生產(chǎn)方法實(shí)現(xiàn)了低成本的同時(shí)又保證了產(chǎn)品的綜合力學(xué)性能，所得產(chǎn)品具有低氧、低氮、低夾雜物含量的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22C38/28GK102352466SQ20111034237
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月2日
發(fā)明者劉樹(shù)濤, 劉江偉, 張獻(xiàn)昭, 曹娜, 李學(xué)剛, 董詩(shī)朋 申請(qǐng)人:承德建龍?zhí)厥怃撚邢薰?br>