本發(fā)明涉及鋼球技術領域，尤其涉及一種軸承鋼球及其制備方法。

背景技術：

軸承鋼是特種鋼產品中要求最為嚴格的產品，軸承工作條件十分惡劣，在工作時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、耐磨性和高的彈性極限。因此需嚴格要求軸承鋼的化學成分的均勻性、非金屬夾雜物的含量和分布、碳化物的分布。

目前，我國軸承鋼球的性能較低，鋼球球化退火時間長，鋼球內部碳化物分布不均勻、網狀碳化物多，因此需要提供新的軸承鋼球，來提高軸承鋼球的性能。

技術實現要素：

基于背景技術存在的技術問題，本發(fā)明提出了一種軸承鋼球及其制備方法，本發(fā)明通過各元素以合適比例相互配合，并以合適制備方法，阻止網狀碳化物形成，促進球狀碳化物均勻分布，使得本發(fā)明具有高而均勻的硬度和耐磨性，并具有良好彈性。

本發(fā)明提出的一種軸承鋼球，其各組分的重量百分比如下：C：0.9-1.1％，Cr：1.45-1.6％，Si：0.15-0.35％，Mn：0.25-0.45％，Ni：0.05-0.1％，Mo：0.1-0.12％，Nb：0.01-0.03％，Cu：0.1-0.12％，S≤0.015％，P≤0.015％，余料為Fe；

其中，滿足“0.55％＜C-11.3Nb＜0.98％”的表達式。

優(yōu)選地，其各組分的重量百分比如下：C：0.95-1.05％，Cr：1.5-1.55％，Si：0.2-0.3％，Mn：0.3-0.4％，Ni：0.06-0.08％，Mo：0.105-0.115％，Nb：0.015-0.025％，Cu：0.105-0.115％，S≤0.015％，P≤0.015％，余料為Fe。

優(yōu)選地，其各組分的重量百分比如下：C：1％，Cr：1.53％，Si：0.25％，Mn：0.35％，Ni：0.07％，Mo：0.11％，Nb：0.02％，Cu：0.11％，S≤0.015％，P≤0.015％，余料為Fe。

本發(fā)明還提出了上述軸承鋼球的制備方法，包括如下步驟：

S1、熔煉：取廢鋼熔煉，加入碳、鉻、硅、錳、鎳、鉬、銅、鈮，粗煉，精煉，出爐澆鑄得到滿足上述成分的鑄錠；

S2、球化退火：取S1中得到的鑄錠，進行軋制，然后調節(jié)溫度至810-830℃，保溫70-80min，降溫至T1℃，保溫1-3h，降溫至T2℃，空冷至室溫，冷鐓，光磨得到中間鋼球，其中，T1＝680+100×(950Nb+15C)，T2＝650+100×(800Nb+10C)，其中，C、Nb分別為碳、鈮在軸承鋼球中的重量百分比；

S3、熱處理：取S2中得到的中間鋼球，升溫至820-840℃，保溫30-60min，用水淬火冷卻至室溫，升溫至400-600℃，保溫30-60min，降溫至190-210℃，保溫4-6h，冷卻至室溫，硬磨，初研，精研得到軸承鋼球。

優(yōu)選地，在S2中，軋制的終軋溫度為850-900℃。

優(yōu)選地，在S2中，以45-55℃/h的速度降溫至T1℃。

優(yōu)選地，在S2中，以15-20℃/h的速度降溫至T2℃。

本發(fā)明通過增加C含量，來增加本發(fā)明的耐磨性和硬度，并配合適含量的Cr，來進一步增加本發(fā)明的硬度，并與硅、錳、鎳、鉬、銅、鈮以合適比例相互配合，增加本發(fā)明的機械性能和耐腐蝕性；通過限定0.55％＜C-11.3Nb＜0.98％的關系式，C、Nb以合適比例配比，使得在球化退火過程中，Nb對C原子產生很強的拖拽作用，增加C原子的擴散激活能，降低珠光體轉變開始溫度，從而減小珠光體片層間距，并且形成Nb(C，N)析出，在珠光體相變過程中，阻止C的長程擴散，從而減小珠光體的片層間距，從兩方面作用達到細化珠光體的作用，增加強韌性；并且NbC可以改變鐵素體和滲碳體之間的界面能，使珠光體產生離異共析，變得不規(guī)則，使得網狀碳化物更加破碎，從而促進球化退火時形成球狀滲碳體，增加本發(fā)明的加工性能、韌性和抗裂性能；通過限定T1＝680+100×(950Nb+15C)的關系式，在球化退火過程中，使得碳化物以球狀形式形核，大大增加奧氏體中球狀碳化物的數量，并在保溫過程中促進部分奧氏體轉變形成球狀鐵素體，球狀碳化物均勻分布在鐵素體上；通過限定T2＝650+100×(800Nb+10C)的關系式，促進奧氏體全部轉化為鐵素體，得到碳化物均勻分布的球化退火組織，從而大大增加本發(fā)明的加工性能、韌性和抗裂性能，為下一步的冷鐓等加工步驟和熱處理做準備；合適的降溫速度能進一步促進球化退火組織的形成；通過選用合適的淬火溫度，使得碳化物固溶進入奧氏體，增加本發(fā)明的硬度和強度，并通過淬火、回火，增加本發(fā)明的強度、韌性，消除殘余應力，增加本發(fā)明的抗裂性；本發(fā)明通過各元素以合適比例相互配合，并以合適制備方法，阻止網狀碳化物形成，促進球狀碳化物均勻分布，從而使得本發(fā)明具有高而均勻的硬度和耐磨性，并具有良好彈性。

具體實施方式

下面，通過具體實施例對本發(fā)明的技術方案進行詳細說明。

實施例1

一種軸承鋼球，其各組分的重量百分比如下：C：1％，Cr：1.53％，Si：0.25％，Mn：0.35％，Ni：0.07％，Mo：0.11％，Nb：0.02％，Cu：0.11％，S：0.01％，P：0.01％，余料為Fe。

上述軸承鋼球的制備方法，包括如下步驟：

S1、熔煉：取廢鋼熔煉，加入碳、鉻、硅、錳、鎳、鉬、銅、鈮，粗煉，精煉，出爐澆鑄得到滿足上述成分的鑄錠；

S2、球化退火：取S1中得到的鑄錠，進行軋制，然后調節(jié)溫度至820℃，保溫75min，降溫至714℃，保溫2h，降溫至676℃，空冷至室溫，冷鐓，光磨得到中間鋼球；

S3、熱處理：取S2中得到的中間鋼球，升溫至830℃，保溫45min，用水淬火冷卻至室溫，升溫至500℃，保溫45min，降溫至200℃，保溫5h，冷卻至室溫，硬磨，初研，精研得到軸承鋼球。

實施例2

一種軸承鋼球，其各組分的重量百分比如下：C：0.9％，Cr：1.6％，Si：0.15％，Mn：0.45％，Ni：0.05％，Mo：0.12％，Nb：0.01％，Cu：0.12％，S：0.015％，P：0.015％，余料為Fe。

上述軸承鋼球的制備方法，包括如下步驟：

S1、熔煉：取廢鋼熔煉，加入碳、鉻、硅、錳、鎳、鉬、銅、鈮，粗煉，精煉，出爐澆鑄得到滿足上述成分的鑄錠；

S2、球化退火：取S1中得到的鑄錠，進行軋制，然后調節(jié)溫度至810℃，保溫80min，以45℃/h的速度降溫至703℃，保溫3h，以15℃/h的速度降溫至667℃，空冷至室溫，冷鐓，光磨得到中間鋼球，其中，軋制的終軋溫度為900℃；

S3、熱處理：取S2中得到的中間鋼球，升溫至820℃，保溫60min，用水淬火冷卻至室溫，升溫至400℃，保溫60min，降溫至190℃，保溫6h，冷卻至室溫，硬磨，初研，精研得到軸承鋼球。

實施例3

一種軸承鋼球，其各組分的重量百分比如下：C：1.1％，Cr：1.45％，Si：0.35％，Mn：0.25％，Ni：0.1％，Mo：0.1％，Nb：0.03％，Cu：0.1％，S：0.014％，P：0.014％，余料為Fe。

上述軸承鋼球的制備方法，包括如下步驟：

S1、熔煉：取廢鋼熔煉，加入碳、鉻、硅、錳、鎳、鉬、銅、鈮，粗煉，精煉，出爐澆鑄得到滿足上述成分的鑄錠；

S2、球化退火：取S1中得到的鑄錠，進行軋制，然后調節(jié)溫度至830℃，保溫70min，以55℃/h的速度降溫至725℃，保溫1h，以20℃/h的速度降溫至685℃，空冷至室溫，冷鐓，光磨得到中間鋼球，其中，軋制的終軋溫度為850℃；

S3、熱處理：取S2中得到的中間鋼球，升溫至840℃，保溫30min，用水淬火冷卻至室溫，升溫至600℃，保溫30min，降溫至210℃，保溫4h，冷卻至室溫，硬磨，初研，精研得到軸承鋼球。

實施例4

一種軸承鋼球，其各組分的重量百分比如下：C：0.95％，Cr：1.55％，Si：0.2％，Mn：0.4％，Ni：0.06％，Mo：0.115％，Nb：0.015％，Cu：0.115％，S：0.013％，P：0.013％，余料為Fe。

上述軸承鋼球的制備方法，包括如下步驟：

S1、熔煉：取廢鋼熔煉，加入碳、鉻、硅、錳、鎳、鉬、銅、鈮，粗煉，精煉，出爐澆鑄得到滿足上述成分的鑄錠；

S2、球化退火：取S1中得到的鑄錠，進行軋制，然后調節(jié)溫度至815℃，保溫78min，以47℃/h的速度降溫至708℃，保溫2.5h，以16℃/h的速度降溫至672℃，空冷至室溫，冷鐓，光磨得到中間鋼球，其中，軋制的終軋溫度為880℃；

S3、熱處理：取S2中得到的中間鋼球，升溫至825℃，保溫50min，用水淬火冷卻至室溫，升溫至450℃，保溫50min，降溫至195℃，保溫5.5h，冷卻至室溫，硬磨，初研，精研得到軸承鋼球。

實施例5

一種軸承鋼球，其各組分的重量百分比如下：C：1.05％，Cr：1.5％，Si：0.3％，Mn：0.3％，Ni：0.08％，Mo：0.105％，Nb：0.025％，Cu：0.105％，S：0.012％，P：0.012％，余料為Fe。

上述軸承鋼球的制備方法，包括如下步驟：

S1、熔煉：取廢鋼熔煉，加入碳、鉻、硅、錳、鎳、鉬、銅、鈮，粗煉，精煉，出爐澆鑄得到滿足上述成分的鑄錠；

S2、球化退火：取S1中得到的鑄錠，進行軋制，然后調節(jié)溫度至825℃，保溫72min，以53℃/h的速度降溫至720℃，保溫1.5h，以18℃/h的速度降溫至680℃，空冷至室溫，冷鐓，光磨得到中間鋼球，其中，軋制的終軋溫度為860℃；

S3、熱處理：取S2中得到的中間鋼球，升溫至835℃，保溫40min，用水淬火冷卻至室溫，升溫至550℃，保溫40min，降溫至205℃，保溫4.5h，冷卻至室溫，硬磨，初研，精研得到軸承鋼球。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，根據本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。