專利名稱：一種耐髙溫軸承鋼及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，涉及一種軸承鋼，具體地說是一種耐髙溫軸承鋼及其生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
軸承鋼是用來制造滾珠、滾柱和軸承套圈的鋼。軸承在工作時(shí)承受著極大的壓力和摩擦力，所以要求軸承鋼有高而均勻的硬度和耐磨性，以及高的彈性極限。對軸承鋼的化學(xué)成分的均勻性、非金屬夾雜物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分嚴(yán)格，是所有鋼鐵生產(chǎn)中要求最嚴(yán)格的鋼種之一。軸承鋼生產(chǎn)工藝流程為電爐冶煉一LF爐精煉一VD爐真空處理一連鑄一緩冷或熱送一乳材一精整一檢驗(yàn)入庫。為了滿足對動(dòng)軸承的性能的要求，對軸承鋼材料提出了以下一些基本的性能要求高的接觸疲勞強(qiáng)度；熱處理后應(yīng)具有高的硬度或能滿足軸承使用性能要求的硬度；·高的耐磨性、低的摩擦系數(shù)；良好的沖擊韌性和斷裂韌性；良好的防銹性能；良好的冷、熱加工性能。根據(jù)以上對軸承用鋼的基本要求，對軸承鋼的冶煉質(zhì)量要求很高，需要嚴(yán)格控制硫、磷、氫等含量以及非金屬夾雜物和碳化物的數(shù)量、大小和分布狀況，因?yàn)榉墙饘賷A雜物和碳化物的數(shù)量、大小和分布狀況對軸承鋼的使用壽命影響很大，往往軸承的失效就是在大的夾雜或碳化物周圍產(chǎn)生的微裂紋擴(kuò)展而成。夾雜物的含量和鋼中氧含量密切相關(guān)，氧含量越高，夾雜物數(shù)量就越多，壽命就越短。夾雜物和碳化物粒徑越大、分布越不均勻，使用壽命也越短，而它們的大小、分布狀況與使用的冶煉工藝和冶煉質(zhì)量密切相關(guān)，現(xiàn)在生產(chǎn)軸承鋼的主要工藝是連鑄以及電爐冶煉+電渣重熔工藝冶煉，還有少量采用真空感應(yīng)+真空自耗的雙真空或+多次真空自耗等工藝來提高軸承鋼的質(zhì)量。在某些特殊場合，要求軸承鋼具有較強(qiáng)的耐髙溫性，現(xiàn)有的軸承鋼及生產(chǎn)工藝不能滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種耐髙溫軸承鋼及其生產(chǎn)工藝，該軸承鋼可在200_25(TC的高溫環(huán)境下使用。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的
一種耐髙溫軸承鋼，其特征在于該軸承鋼重量百分比其成分為c O. 72 O. 82 %、Si
I.20- I. 60%、Mn ( O. 40%,Cr 3. 30 4. 30%、W I. 00 I. 30 %、Mo2. 00-2. 600 %、V O. 85-1.25 %、P ^ O. 040%、S ^ O. 030%,Ni ( O. 25%、Cu ( O. 25%，余量是 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明中，優(yōu)選成份按重量百分比為C O. 75 O. 8 %，Si I. 30-1. 50%，MnO. 25-0. 35%, Cr 3. 50 4. 00%, W I. 10 I. 25% , Mo2. 35 2. 50%，V O. 90-1. 10%。一種耐髙溫軸承鋼的生產(chǎn)工藝，其特征在于該工藝具體如下
1)電爐冶煉鐵水加生鐵量彡總配料量的70%，配碳量彡I.0%,脫碳量彡O. 80%，電爐終點(diǎn)控制目標(biāo)C彡O. 08%，P彡O. 008%,溫度彡1610°C，定氧[O] ( 700PPm ；
2)LF精煉爐精煉時(shí)間> 30min,過程根據(jù)渣況補(bǔ)加CaO，前期使用Al粒加高品位碳化硅脫氧，中后期使用高品位碳化硅保持白渣；根據(jù)Alt含量補(bǔ)加鋁鐵或鋁線，Alt保持彡O. 020%，精煉后期控制進(jìn)VD前〔Al〕0. 020-0. 040% ;精煉過程各成份目標(biāo)值重量百分比為(％) C O. 78 ,Si I. 40, MnO. 25-0. 35，Cr 4. O Wl. 15，Μο2· 30 V I. 00 ；
3)VD真空爐在真空度< I毫巴下保持，真空保持時(shí)間> 12min，破真空后確保軟吹A(chǔ)r彡20min以上；用喂線或加合金進(jìn)行微調(diào)，喂線或加合金順序如下W、Mo、V、Cr、C、Al、Ca ；
4)連鑄連鑄第一爐1510 1520°C，連澆爐1500 ~1510°C，過熱度20-30°C，髙碳保護(hù)渣；嚴(yán)格控制拉速，保證電磁攪拌和末攪正常運(yùn)行，保證中間包、結(jié)晶器液面穩(wěn)定，防止卷渣，保證侵入式水口對中及插入深度；坯料不得熱裝熱送；
方坯需入坑緩冷，緩冷坑必須干燥，入坑溫度彡550° C，緩冷時(shí)間彡48小時(shí)以上可開蓋自然冷卻，開蓋36小時(shí)后可以出坑；· 5)軋鋼預(yù)熱段<850°C 加熱段1200 — 1250°C 均熱段1200 — 1230°C，總加熱時(shí)間160 175分鐘；出入鋼節(jié)奏每支坯90 100秒；水除鱗壓力彡20MPa ;開軋溫度> 1100-11300C，終軋溫度> 950 0C ;軋后軋材入坑緩冷，緩冷坑必須干燥，入坑溫度彡500°C，保溫時(shí)間彡48小時(shí)，出坑溫度彡2000C ;得到耐髙溫軸承鋼。本發(fā)明中，各元素的作用如下
C :在所有元素中，碳提高強(qiáng)度的能力最大，碳對淬火回火鋼的強(qiáng)化大約為硅的5倍，鉻的9倍和錳的18倍，所以為保證軸承鋼具有足夠的強(qiáng)度、硬度和耐磨性能，鋼中必須含有相當(dāng)高的碳含量。Cr :對鋼起強(qiáng)化作用，提高鋼的淬透性能、并提髙鋼髙溫下的抗氧化性能。Mn :提髙鋼的強(qiáng)度和淬透性。W、Mo :提髙鋼的熱強(qiáng)性、紅硬性、淬透性、耐磨性。V :提髙鋼的淬透性、耐磨性、硬度。Si :增加鋼在髙溫下的回火抗力。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
考慮到髙溫下軸承鋼苛刻工作環(huán)境、抗髙溫、高強(qiáng)度、高壽命、耐疲勞等方面的要求。防止措施有加入了起熱強(qiáng)性能、紅硬性能的W、Mo合金、加入了起抗氧化的Cr合金,且Cr、V、W、Mo都改善了鋼的淬透性。真空脫氣處理主要是減少鋼液中的氧、氫等氣體成分，以減少大型的非金屬夾雜物。采用Ca處理使非金屬夾雜物變性以減小危害，即控制硬質(zhì)的非金屬夾雜物，使之成為軟性的夾雜物。本發(fā)明得到的軸承鋼，牌號(hào)可以為8Cr4WlMo3Si2V，可在200_250°C的高溫環(huán)境下使用，完全滿足用戶需求。
具體實(shí)施例方式 一種耐髙溫軸承鋼8Cr4WlMo3Si2V，該軸承鋼按重量百分比其成分如下表I :其中，I為實(shí)施例I的成分，2為實(shí)施例2的成分。表I (wt%)
項(xiàng)目|C [Cr [Mn [Si P Is [Alt Iff [Mo Iv [Cu [Ni
I|θ· 8θ|4· Οθ|θ· 3θ| · 4θ|θ· 015 |θ· 015 |θ· 0400 |l. 15^. 30 | · 10|θ· 10|θ· 0權(quán)利要求
1.一種耐髙溫軸承鋼，其特征在于該軸承鋼重量百分比其成分為c O. 72 O. 82 %、Si I. 20- I. 60%、Mn ( O. 40%、Cr 3. 30 4. 30%、W I. 00 I. 30 %、Mo2. 00-2. 600 %、VO.85-1. 25 %、P < 0.040%、S ^ O. 030%,Ni ^ O. 25%, Cu < O. 25%，余量是 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的髙溫軸承鋼，其特征在于優(yōu)選成份按重量百分比為CO.75 O. 80 %，Si I. 30-1. 50%, MnO. 25-0. 35%, Cr 3. 50 4. 00%, W I. 10 I. 25%，Mo2. 35 2. 50%，V O. 90-1. 10%。
3.—種權(quán)利要求I所述的耐髙溫軸承鋼的生產(chǎn)工藝，其特征在于該工藝具體如下 1)電爐冶煉鐵水加生鐵量彡總配料量的70%，配碳量彡I.0%,脫碳量彡O. 80%，電爐終點(diǎn)控制目標(biāo)C彡O. 08%，P彡O. 008%,溫度彡1610°C，定氧[O] ( 700PPm ； 2)LF精煉爐精煉時(shí)間> 30min,過程根據(jù)渣況補(bǔ)加CaO，前期使用Al粒加高品位碳化硅脫氧，中后期使用高品位碳化硅保持白渣；根據(jù)Alt含量補(bǔ)加鋁鐵或鋁線，Alt保持彡O. 020%，精煉后期控制進(jìn)VD前〔Al〕0. 020-0. 040% ;精煉過程各成份目標(biāo)值重量百分比為(％) C O. 78 ,Si I. 40, MnO. 25-0. 35，Cr 4. O Wl. 15，Μο2· 30 V I. 00 ； 3)VD真空爐在真空度< I毫巴下保持，真空保持時(shí)間> 12min，破真空后確保軟吹A(chǔ)r彡20min以上；用喂線或加合金進(jìn)行微調(diào)，喂線或加合金順序如下W、Mo、V、Cr、C、Al、Ca ； 4)連鑄連鑄第一爐151(Tl520°C，連澆爐150(Γ1510 ，過熱度20-30°C，髙碳保護(hù)渣；嚴(yán)格控制拉速，保證電磁攪拌和末攪正常運(yùn)行，保證中間包、結(jié)晶器液面穩(wěn)定，防止卷渣，保證侵入式水口對中及插入深度；坯料不得熱裝熱送； 方坯需入坑緩冷，緩冷坑必須干燥，入坑溫度彡550° C，緩冷時(shí)間彡48小時(shí)以上可開蓋自然冷卻，開蓋36小時(shí)后可以出坑； 5)軋鋼預(yù)熱段<850°C 加熱段1200 - 12500C 均熱段1200 — 1230°C，總加熱時(shí)間160 175分鐘；出入鋼節(jié)奏每支坯90 100秒；水除鱗壓力彡20MPa ;開軋溫度> 1100-11300C，終軋溫度> 9500C ;軋后軋材入坑緩冷，緩冷坑必須干燥，入坑溫度彡500°C，保溫時(shí)間彡48小時(shí)，出坑溫度彡2000C ;得到耐髙溫軸承鋼。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐髙溫軸承鋼，按軸承鋼重量百分比其成分為C0.72～0.82%、Si1.20-1.60%、Mn≤0.40%、Cr3.30～4.30%、W1.00～1.30%、Mo2.00-2.60%、V0.85-1．25%、P≤0.040%、S≤0.030%、Ni≤0.25%、Cu≤0.25%，余量是Fe和不可避免的雜質(zhì)。包括電爐冶煉、LF精煉爐、VD真空爐、連鑄和軋鋼。該軸承鋼具有耐髙溫性能，可在200-250℃的高溫環(huán)境下使用。
文檔編號(hào)C22C33/04GK102936689SQ20121048080
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日
發(fā)明者徐開斌, 劉憲民, 夏速萍, 王時(shí)林 申請人:中天鋼鐵集團(tuán)有限公司