一種軋機(jī)軸承用鋼的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種軋機(jī)軸承用鋼的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：(1)冶煉及合金化，電爐冶煉、出鋼，采用爐外精煉、真空脫氣處理；(2)澆注，采用模鑄或連鑄，控制連鑄中間包過(guò)熱度為40-50℃，控制連鑄拉坯速度為1.1-1.3m/min，保證鑄坯質(zhì)量；(3)軋制，鋼坯在加熱爐的均熱溫度為1180-1200℃，加熱時(shí)間為2.5-3.5小時(shí)，開(kāi)軋溫度1110-1130℃，終軋溫度820-840℃；(4)控冷，軋后鋼材的冷卻速度為3-5℃/min；(5)熱處理，將鋼坯加熱至960-980℃，保溫1-2小時(shí)，進(jìn)行油淬；然后進(jìn)行回火，回火加熱溫度為180-190℃，保溫時(shí)間為2-4小時(shí)。
【專利說(shuō)明】一種軋機(jī)軸承用鋼的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種軋機(jī)軸承用鋼的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，軋機(jī)向著高速、重載、高強(qiáng)度、高剛度、高精度、連軋化和自動(dòng)化方向發(fā)展，軋機(jī)軸承是軋機(jī)的關(guān)鍵零件，直接關(guān)系到軋機(jī)的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)成本。與一般用途的軸承相比，軋機(jī)軸承有以下特點(diǎn):(I)工作負(fù)荷大，一般說(shuō)，軋件是在被咬入時(shí)進(jìn)行軋制的，即載荷是突然建立起來(lái)的，所以說(shuō)沖擊載荷是軸承的受載特點(diǎn)。通常軋機(jī)軸承所承受的單位壓力，比一般用途的軸承高2-4倍，而PV值(軸承單位壓力和線速度的求積)是普通軸承的3-20倍。(2)工作環(huán)境惡劣，軋機(jī)軋制時(shí)，軋輥都要用水冷卻，且有氧化鐵皮飛濺，軸承很容易受到污染。
[0003]目前，制造軋機(jī)、石油設(shè)備、鐵路車輛用高強(qiáng)韌性滾動(dòng)軸承的鋼材主要為G20Cr2Ni4A或G20CrNi2Mo等滲碳軸承鋼。滲碳軸承鋼與GCr 15軸承鋼相比，除保持了表面的高硬度、高耐磨性外，沖擊韌性值提高了 7倍；表面滲碳淬火層中較大的殘余壓應(yīng)力，提高了軸承的接觸疲勞強(qiáng)度。但是滲碳軸承鋼價(jià)格高，而且生產(chǎn)上需使用造價(jià)高的大型周期式滲碳爐或可控氣氛連續(xù)滲碳淬火生產(chǎn)線，滲碳時(shí)間長(zhǎng)(一般需30~40h)，滲層質(zhì)量控制較為嚴(yán)格。因此，采用滲碳軸承鋼制造成本高，熱處理工藝周期長(zhǎng)、操作復(fù)雜，質(zhì)量穩(wěn)定性差。
[0004]CN1129465公開(kāi)了一種用于滾動(dòng)疲勞特性極好的軸承件的軸承鋼。它包含(按重量):0.70 ~1.20%的 C、0. 15 ~1.70%的 S1、0.15 ~1.20%的 Μη、0.50 ~2.00%的 Cr、0.05 ~L 50% 的 Mo、0.001 ~0.03 % 的 S、0.010 ~0.05 % 的 Α1、0.003 ~0.015% 的 N、
0.0005~0.0300%的總Mg、不大于0.025%的P、不大于0.0040%的T1、不大于0.0015%的總0，一種或至少兩種選自于特定數(shù)量的V、Nb與Ni的元素，以及鋼中所含Mg的氧化物的數(shù)量比至少為0.8。
[0005]上述專利涉及在提高滾動(dòng)疲勞性能以及特定適用性能方面的技術(shù)，但沒(méi)有涉及到解決適用于重載荷、高沖擊工況下高強(qiáng)韌性軸承鋼制造問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提出一種軋機(jī)軸承用鋼的制備方法，該鋼在重載荷、高沖擊工況下具有較高的強(qiáng)韌性，因此綜合性能有益，采用該鋼制備的軋機(jī)軸承使用壽命更長(zhǎng)。
[0007]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]一種軋機(jī)軸承用鋼的制備方法，該鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成:C:1.05-1.15，Si:0.3-0.5，Mn:1.3-1.5，Mo:1.1-1.3，V:0.2-0.4，Cr:1.2-1.4，Ni:0.4-0.6，Cu:0.2-0.4，S ≤ 0.015，P ≤ 0.015，Ti:0.02-0.04，[O] ( 15Χ10Λ[H] ( 2X 10Λ余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；所述制備方法包括如下步驟:
[0009](I)冶煉及合金化，電爐冶煉、出鋼，采用爐外精煉、真空脫氣處理；[0010](2)澆注，采用模鑄或連鑄，控制連鑄中間包過(guò)熱度為40_50°C，控制連鑄拉坯速度為1.1-1.3m/min，保證鑄坯質(zhì)量；
[0011](3)軋制，鋼坯在加熱爐的均熱溫度為1180-1200°c，加熱時(shí)間為2.5-3.5小時(shí)，開(kāi)軋溫度 1110-1130°C，終軋溫度 820-840°C ；
[0012](4)控冷，軋后鋼材的冷卻速度為3_5°C /min ；
[0013](5)熱處理，將鋼坯加熱至960_980°C，保溫1-2小時(shí)，進(jìn)行油淬；然后進(jìn)行回火，回火加熱溫度為180-190°C，保溫時(shí)間為2-4小時(shí)。
[0014]鋼中的化學(xué)成分的確定理由如下:
[0015]軸承工作承受著各類不同的交變應(yīng)力，因而軸承材料要有高的硬度、強(qiáng)度、耐磨性和接觸疲勞壽命，同時(shí)對(duì)于軋機(jī)軸承或冶金礦山牙輪鉆頭軸承、石油鉆井渦輪鉆具軸承、鐵路車輛軸承等還要有高的韌性。軸承鋼性能主要取決鋼的化學(xué)成分，為保證鋼具有足夠的淬透性、硬度值和耐磨性，控制碳、錳、釩和鉻含量在上述范圍內(nèi)；其中錳除了提高硬度和耐磨性外，作為脫氧元素，能提高鋼的性能和純潔度；為強(qiáng)化鐵素體，提高強(qiáng)度、彈性極限和淬透性，改善抗回火軟化性能，控制硅含量在上述范圍；Mo的作用是提高淬透性、抗回火穩(wěn)定性，減小淬火變形，提高疲勞強(qiáng)度，改善力學(xué)性能是提高耐磨性最有效的元素之一，能細(xì)化晶粒，提高鋼的致密度和韌性；Ti主要起到細(xì)化晶粒的作用，S、P在軸承鋼中視為有害元素，因此嚴(yán)格控制其含量；Ni起到提高強(qiáng)韌性的作用；為提高鋼的純凈度和疲勞壽命，本發(fā)明還對(duì)氧和氫提出了控制要求。
[0016]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0017]如上所述，通過(guò)控制鋼中的化學(xué)成分，在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，調(diào)整了各合金元素的含量，使得各合金元素達(dá)到協(xié)同技術(shù)效果，使得鋼的強(qiáng)韌性得到提高，同時(shí)保證軸承鋼的硬度和耐磨性以及疲勞強(qiáng)度。該鋼熱處理后的表面硬度達(dá)到63-65HRC，沖擊功可達(dá)230-240J/cm2
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例一
[0019]一種軋機(jī)軸承用鋼的制備方法，該鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成:C:1.05，Si:0.5，Mn:1.3，Mo:1.3，V:0.2，Cr:1.4，N1:0.4，Cu:0.4，S ≤ 0.015，P≤0.015，Ti:0.02, [O]≤15X10—4，[H]≤2 X 10_4，余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；所述制備方法包括如下步驟:
[0020](1)冶煉及合金化，電爐冶煉、出鋼，采用爐外精煉、真空脫氣處理；
[0021](2)澆注，采用模鑄或連鑄，控制連鑄中間包過(guò)熱度為40°C，控制連鑄拉坯速度為.1.3m/min,保證鑄還質(zhì)量；
[0022](3)軋制，鋼坯在加熱爐的均熱溫度為1180°C，加熱時(shí)間為3.5小時(shí)，開(kāi)軋溫度.1110°C，終軋溫度 8400C ；
[0023](4)控冷，軋后鋼材的冷卻速度為3°C /min ；
[0024](5)熱處理，將鋼坯加熱至960°C，保溫2小時(shí)，進(jìn)行油淬；然后進(jìn)行回火，回火加熱溫度為180°C，保溫時(shí)間為4小時(shí)。
[0025]實(shí)施例二[0026]一種軋機(jī)軸承用鋼的制備方法，該鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成:C:1.15，Si:0.3，Mn:1.5，Mo:1.1，V:0.4，Cr:1.2，N1:0.6，Cu:0.2，S ≤ 0.015，P ≤ 0.015，T1:0.02-0.04，[O] ( 15X10_4, [H] ( 2 X 10_4，余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì);所述制備方法包括如下步驟:
[0027](I)冶煉及合金化，電爐冶煉、出鋼，采用爐外精煉、真空脫氣處理；
[0028](2)澆注，采用模鑄或連鑄，控制連鑄中間包過(guò)熱度為50°C，控制連鑄拉坯速度為1.lm/min,保證鑄還質(zhì)量；
[0029](3)軋制，鋼坯在加熱爐的均熱溫度為1200°C，加熱時(shí)間為2.5小時(shí)，開(kāi)軋溫度1130°C，終軋溫度 8200C ；
[0030](4)控冷，軋后鋼材的冷卻速度為5°C /min ；
[0031](5)熱處理，將鋼坯加熱至980°C，保溫I小時(shí)，進(jìn)行油淬；然后進(jìn)行回火，回火加熱溫度為190°C，保溫時(shí)間為2小時(shí)。
[0032]實(shí)施例三
[0033]一種軋機(jī)軸承用鋼的制備方法，該鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成:C:1.1，Si:0.4，Mn:1.4，Mo:1.2，V:0.3，Cr:1.3，N1:0.5，Cu:0.3，S ≤ 0.015，P ^ 0.015, Ti:0.03, [O]≤15X10—4，[H]≤2 X 10_4，余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；所述制備方法包括如下步驟:
[0034](I)冶煉及合金化，電爐冶煉、出鋼，采用爐外精煉、真空脫氣處理；
[0035](2)澆注，采用模鑄或連鑄，控制連鑄中間包過(guò)熱度為45°C，控制連鑄拉坯速度為1.2m/min,保證鑄還質(zhì)量；
[0036](3)軋制，鋼坯在加熱爐的均熱溫度為1190°C，加熱時(shí)間為3小時(shí)，開(kāi)軋溫度1120°C，終軋溫度 8300C ；
[0037](4)控冷，軋后鋼材的冷卻速度為4°C /min ；
[0038](5)熱處理，將鋼坯加熱至970°C，保溫1.5小時(shí)，進(jìn)行油淬；然后進(jìn)行回火，回火加熱溫度為185°C，保溫時(shí)間為2.5小時(shí)。
【權(quán)利要求】
1.一種軋機(jī)軸承用鋼的制備方法，其特征在于，該鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組分組成:C:1.05-1.15，Si:0.3-0.5，Mn:1.3-1.5，Mo:1.1-1.3，V:0.2-0.4，Cr:1.2-1.4,Ni:0.4-0.6,Cu:0.2-0.4，S ≤ 0.015,P≤ 0.015,T1:0.02-0.04，[O] ≤ 15Χ10Λ[H]≤2Χ10_4，余為Fe和不可避免的雜質(zhì)； 所述制備方法包括如下步驟: (1)冶煉及合金化，電爐冶煉、出鋼，采用爐外精煉、真空脫氣處理； (2)澆注，采用模鑄或連鑄，控制連鑄中間包過(guò)熱度為40-50°C，控制連鑄拉坯速度為1.1-1.3m/min,保證鑄還質(zhì)量； (3)軋制，鋼坯在加熱爐的均熱溫度為1180-1200°C，加熱時(shí)間為2.5-3.5小時(shí)，開(kāi)軋溫度 1110-11301:，終軋溫度 820-8401:； (4)控冷，軋后鋼材的冷卻速度為3-5°C/min ； (5)熱處理，將鋼坯加熱至960-980°C，保溫1-2小時(shí)，進(jìn)行油淬；然后進(jìn)行回火，回火加熱溫度為180-190°C，保溫時(shí)間為2-4小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C22C33/04GK103789671SQ201210434592
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月3日
【發(fā)明者】諸金平 申請(qǐng)人:錫山區(qū)鵝湖慧盾機(jī)械廠