一種提高軸承鋼盤條塑性的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種提高軸承鋼盤條塑性的控制方法，屬于軸承鋼軋鋼工藝控制領(lǐng)域。該方法采用控溫開(kāi)軋+低溫精軋+兩段交替控制水冷+低溫吐絲+風(fēng)冷控制的方法，在通過(guò)在奧氏體單相再結(jié)晶區(qū)820℃-850℃進(jìn)行低溫精軋，使軸承鋼原始盤條95%的網(wǎng)狀碳化物級(jí)別小規(guī)格網(wǎng)碳降低至1級(jí)以下、抗拉強(qiáng)度為1180-1460Mpa，斷面收縮率提高至20-25%；大規(guī)格盤條90%的網(wǎng)碳級(jí)別降低在1.0級(jí)以下，抗拉強(qiáng)度為1200-1350Mpa、斷面收縮率提高至15-20%。本發(fā)明降低軸承鋼網(wǎng)狀碳化物、提高軸承鋼面縮率，可提高軸承鋼盤條使用壽命、增加鋼的耐磨性、大幅度降低軸承鋼發(fā)生脆斷的概率，提高產(chǎn)品成材率。
【專利說(shuō)明】一種提高軸承鋼盤條塑性的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種改善軸承鋼盤條綜合性能的控制方法，屬于軸承鋼軋鋼工藝控制領(lǐng)域。適用于降低軸承鋼網(wǎng)狀碳化物級(jí)別與提高軸承鋼塑性性能，特別適用于改善軸承鋼綜合力學(xué)性能的生產(chǎn)工藝控制。
【背景技術(shù)】
[0002]軸承鋼線材是用于制造軸承滾動(dòng)體和各類軸承件的主要材料，軸承鋼的力學(xué)性能包括網(wǎng)狀碳化物與面縮率等塑性指標(biāo)的好壞直接影響滾動(dòng)體與各類軸承的耐磨性、疲勞周期等使用壽命。
[0003]網(wǎng)狀碳化物的控制一直是技術(shù)人員至今努力探索的難題，網(wǎng)狀碳化物的形成一般沿著原始奧氏體晶界析出，呈網(wǎng)狀分布，其析出的形態(tài)、析出多少直接影響后續(xù)退火熱處理能否將軋制過(guò)程中的碳化物完全溶解的關(guān)鍵所在。一般網(wǎng)碳的主要形成溫度區(qū)間在7000C -9000C，在中間有碳化物強(qiáng)烈析出的溫度區(qū)間，針對(duì)網(wǎng)碳的控制手段主要在該溫度區(qū)間。
[0004]高碳鋼特別是高碳軸承鋼的普遍存在的問(wèn)題是在軋后或時(shí)效一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生脆斷，其原因是因?yàn)槠胀彳埞に嚨纳a(chǎn)的軸承鋼的斷面收縮率一般在0%-5%，斷裂基本上為脆斷。提高高碳鋼塑性指標(biāo)的其中一個(gè)行之有效的方法為細(xì)化原始奧氏體晶粒、降低珠光體球團(tuán)尺寸、改善珠光體片層形貌等。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，獲得高碳軸承鋼盤條碳化物及性能控制的方法的專利文獻(xiàn)申請(qǐng)?zhí)?1113948.X，名稱為《直接拉拔用高碳鉻軸承鋼線材及制造方法》，優(yōu)勢(shì)在于在傳統(tǒng)的控制軋制工藝上，通過(guò)控軋控冷工藝(780°C -810°C)使得熱軋軸承鋼線材軋后獲得細(xì)化晶粒、改善珠光體和索氏體組織，線材軋后的抗拉強(qiáng)度為1250-1450Mpa之間、面縮率在20-35%之間、碳化物級(jí)別在1.0級(jí)-2.0級(jí)，相對(duì)提高軸承鋼的使用壽命。該方法對(duì)精軋機(jī)組的軋機(jī)能力要求較高，軋機(jī)應(yīng)該具備超低溫軋制的能力。申請(qǐng)?zhí)?00910062664.X，名稱為《降低軸承鋼盤條碳化物網(wǎng)狀級(jí)別的方法》是通過(guò)單獨(dú)的控冷方式采用抑制網(wǎng)碳析出的方法，使得網(wǎng)碳級(jí)別大部分降到1.0級(jí)左右。
[0006]以上兩種方法都不同程度改善了軸承鋼的使用壽命，降低了軸承鋼的碳化物級(jí)另IJ，但不足之處在于第一種方法對(duì)于設(shè)備軋機(jī)能力要求較高，需要設(shè)備具有超低溫軋制的能力，第二種方法對(duì)軸承鋼的網(wǎng)碳的貢獻(xiàn)較大，但塑性指標(biāo)并未提及。國(guó)內(nèi)目前普通高線占有相當(dāng)?shù)谋壤?，在普通高線上實(shí)現(xiàn)提高軸承鋼綜合力學(xué)性能的改善，是鋼廠迫切解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在 于提供一種能提高高碳高鉻軸承鋼盤條塑性的控制方法，該方法利用特殊的控制軋制與控制冷卻方式，適合于企業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)綜合性能優(yōu)良的軸承鋼。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用轉(zhuǎn)爐冶煉連鑄成的方坯進(jìn)行加熱爐的加熱保溫后采用控溫開(kāi)軋+低溫精軋+兩段交替控制水冷+低溫吐絲+風(fēng)冷控制的方法，主要包括:加熱爐均熱段控制溫度為1130°C _1170°C、出加熱爐開(kāi)軋溫度為1000°C -1050°C、粗軋四道次采用脫頭無(wú)張力軋制、脫頭后軋機(jī)入口溫度為970-990°C、預(yù)精軋溫度為950-970°C;預(yù)精軋后采用水冷-回復(fù)-水冷-回復(fù)進(jìn)行降溫處理，軋材總體冷速控制在30-100°C /s ；精軋入口溫度為820°C -850°C，軋后采用水冷箱-回復(fù)段-水冷交替冷卻，軋材從預(yù)精軋出口至吐絲前，冷速控制在100°C -250°C /s，保證心部冷速在15°C /s_50°C /s ;吐絲溫度控制在750°C _800°C，吐絲后小規(guī)格開(kāi)啟首架風(fēng)機(jī)，開(kāi)口度為30%-50%、保證670°C _700°C進(jìn)保溫罩溫度緩冷處理，經(jīng)過(guò)stelmer線緩冷至450°C以下進(jìn)行集卷、打包、入庫(kù)。
[0009]優(yōu)選的預(yù)精軋后、精軋后心部冷速在30°C /s-50°C /s。
[0010]優(yōu)選的精軋入口溫度控制在820-830°C軋制。
[0011 ] 所述的軋材從預(yù)精軋出口至吐絲前，φ 5.5mm-9mm小規(guī)格冷速控制在IOO0C -2000C /s大規(guī)格冷速控制在 150°C /s -250°C /s。
[0012]所述的小規(guī)格盤條入保溫罩溫度在680-700°C、大規(guī)格入保溫罩溫度在670-690 O。
[0013]I)本發(fā)明采用820°C -850°C低溫軋制的優(yōu)勢(shì)之一為軋制溫度區(qū)間為再結(jié)晶區(qū)下限及單相區(qū)軋制，原始奧氏體晶粒充分再結(jié)晶、晶界比較均勻細(xì)小，優(yōu)勢(shì)之二為將精軋前碳化物在晶界上的聚集通過(guò)軋制細(xì)化晶粒的方式使得碳化物形態(tài)改變?yōu)閿嗬m(xù)狀，有利于碳化物在后續(xù)熱處理過(guò)程中的溶解。2)本發(fā)明采用兩段交替水冷+低溫吐絲+670-700°C緩冷的冷卻方式，前段有效的抑制了網(wǎng)碳碳化物在原始奧氏體晶界上的析出，后段低溫吐絲+適當(dāng)溫度緩冷的方式控制形成均勻析出片層狀珠光體+索氏體，改善其綜合性能。
[0014]本發(fā)明的有益效果:I)通過(guò)本方法，大幅度提高了軸承鋼的綜合力學(xué)性能，使軸承鋼原始盤條95%的網(wǎng)狀碳化物級(jí)別小規(guī)格網(wǎng)碳降低至I級(jí)以下、抗拉強(qiáng)度為1180-1460Mpa,斷面收縮率提高至20-25% ;大規(guī)格盤條90%的網(wǎng)碳級(jí)別降低在1.0級(jí)以下，抗拉強(qiáng)度為1200-1350Mpa、斷面收縮率提高至15_20%。2)利用該方法使得原始奧氏體晶粒均勻細(xì)小、組織改善，塑性提高。3)該方法適用于普通高線上的大規(guī)模生產(chǎn)，以提高軸承鋼的綜合力學(xué)性能。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明:
實(shí)施例1:軸承鋼原始盤條規(guī)格為Φ6.5mm
軋制工藝:加熱爐加熱溫度為1140°C，開(kāi)軋溫度1020°C、粗軋前四道采用脫頭無(wú)張力軋制、脫頭后軋機(jī)入口溫度970 V、預(yù)精軋機(jī)入口溫度950 V、預(yù)精軋與精軋機(jī)間水冷段冷卻速度30°C /s、精軋溫度為850°C、精軋后水冷段冷速為100°C /s、吐絲溫度為800°C、第一個(gè)風(fēng)機(jī)開(kāi)口度為30%、開(kāi)啟第五個(gè)保溫罩至第18個(gè)保溫罩、集卷溫度440°C以下打包入庫(kù)。
[0016]采用該控冷工藝生產(chǎn)的試驗(yàn)樣品取五個(gè)金相實(shí)驗(yàn)樣品、2圈力學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示斷面收縮率均值為21%、網(wǎng)狀碳化物級(jí)別均小于1.0級(jí)。實(shí)施例1的檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1、表2。
[0017]實(shí)施例2:軸承鋼原始盤條規(guī)格為Φ9.5mm
軋制工藝:加熱爐加熱溫度為1150°C，開(kāi)軋溫度1030°C、粗軋前四道采用脫頭無(wú)張力軋制、脫頭后軋機(jī)入口溫度980°C、預(yù)精軋機(jī)入口溫度960°C、預(yù)精軋與精軋前水冷段冷卻速度40°C /s、精軋溫度為840°C、精軋后吐絲前水冷段冷速為190°C /s、吐絲溫度為790°C、第一個(gè)風(fēng)機(jī)開(kāi)口度為50%、開(kāi)啟第五個(gè)保溫罩至第18個(gè)保溫罩、集卷溫度440°C以下打包入庫(kù)。
[0018]采用該控冷工藝生產(chǎn)的試驗(yàn)樣品取五個(gè)金相實(shí)驗(yàn)樣品、2圈力學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示斷面收縮率均值為18%、網(wǎng)狀碳化物級(jí)別均小于1.0級(jí)。實(shí)施例2的檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3、表4。
[0019]實(shí)施例3:軸承鋼原始盤條規(guī)格為Φ 10.5mm
軋制工藝:加熱爐加熱溫度為1160°C，開(kāi)軋溫度1050°C、粗軋前四道采用脫頭無(wú)張力軋制、脫頭后軋機(jī)入口溫度990°C、預(yù)精軋機(jī)入口溫度970°C、預(yù)精軋與精軋前水冷段冷卻速度60°C /s、精軋溫度為830°C、精軋后吐絲前水冷段冷速為180°C /s、吐絲溫度為780V、第一個(gè)風(fēng)機(jī)開(kāi)口度為50%、開(kāi)啟第五個(gè)保溫罩至第18個(gè)保溫罩、集卷溫度445°C以下打包入庫(kù)。
[0020]采用該控冷工藝生產(chǎn)的試驗(yàn)樣品取五個(gè)金相實(shí)驗(yàn)樣品、2圈力學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示斷面收縮率均值為17%、網(wǎng)狀碳化物級(jí)別均小于1.0級(jí)。
[0021]表1:實(shí)施例1中產(chǎn)品力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種提高軸承鋼盤條塑性的控制方法，采用轉(zhuǎn)爐冶煉連鑄成的方坯在加熱爐進(jìn)行加熱保溫后控制乳制與控制冷卻，其特征在于: 1）加熱爐均熱段控制溫度為1130°C -1170°C、出加熱爐開(kāi)軋溫度為1000°C -1050°C,粗軋四道次采用脫頭無(wú)張力軋制、脫頭后軋機(jī)入口溫度為970-990°C、預(yù)精軋溫度為950-970 0C ； 2)預(yù)精軋后采用水冷-回復(fù)-水冷-回復(fù)進(jìn)行降溫處理，軋材總體冷速控制在30-100°C /s ;精軋入口溫度為820°C _850°C，軋后采用水冷箱-回復(fù)段-水冷交替冷卻，軋材從預(yù)精軋出口至吐絲前，冷速控制在100°c -2500C /S，保證心部冷速在15°C /s-50°C /s ； 3)吐絲溫度控制在750V -800 °C，吐絲后開(kāi)啟風(fēng)機(jī)，開(kāi)口度為30%-50%、保證6700C-700°C進(jìn)保溫罩溫度緩冷處理，經(jīng)過(guò)冷卻線緩冷至450°C以下進(jìn)行集卷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:優(yōu)選的預(yù)精軋后、精軋后心部冷速在30 0C /s-50°C /s。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:優(yōu)選的精軋入口溫度控制在820-830°C軋制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的軋材從預(yù)精軋出口至吐絲前，Φ5.小規(guī)格冷速控制在100°C -200°C /s ; 0大規(guī)格冷速控制在150°C /s-250 °C /s。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:Φ5.小規(guī)格盤條入保溫罩溫度在680-7000C > 0 大規(guī)格入保溫罩溫度在670_690°C。
【文檔編號(hào)】C21D8/06GK103555913SQ201310547073
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月7日
【發(fā)明者】晁月林, 鄧素懷, 王麗萍, 鄭福印, 王立峰, 張慧峰, 李舒笳, 李三凱 申請(qǐng)人:首鋼總公司