[发明专利]无磁耐蚀镍铬基轴承合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴承合金的制备方法，特别涉及一种高品质无磁耐蚀难加工的镍铬基轴承合金的制造方法。

背景技术

轴承是重要的机械基础零部件，在很大程度上决定了装备的精度、性能、寿命与可靠性。轴承材料纯净度、组织均匀性、非金属夹杂物和碳化物细小均匀分布、性能质量是影响轴承寿命（尤其疲劳寿命）的重要因素。近年来，随着科学技术和高端装备的飞速发展，对高温、高速、高负荷、抗磁、耐蚀、抗辐照复杂苛刻工况条件下的高品质轴承材料的需求也越来越多，如空间、海洋、油气、核电、电子、冶金、运输、风机、机床及武器等装备都需用高洁净、高均匀性、高性能质量的轴承材料。这既得益于轴承材料新技术，也促进了其新技术的发展。原单一定性式熔炼、普通电渣、单一自由锻造、粗矿式热处理及拉拔轴承合金的制造方法生产的产品性能质量不稳定，经常出现坯料锻裂、产品表面毛刺严重、划痕过深、夹杂物超标、一次碳化物不均匀性、尤其裂纹、组织晶粒粗大、时效硬度不够造成产品合格率低，用户入厂检验合格率下降，材料品质不高、可靠性降低，即使材料抽检合格的做成轴承产品也有无法达到其应用性能的，如高载荷一冲就碎（其固溶金相组织和时效态金相组织分别如图3和图4所示）。因此原制造工艺技术已很难满足现在强抗磁、耐温、耐蚀、高抗冲击、高精度、长寿命、高可靠及低成本轴承材料制造加工要求，并且原有轴承合金的制造方法的成材率低。因此，需要对该轴承合金制造方法进行工艺技术创新及改进，以提高材料品质及成材率。

发明内容

针对原技术中存在的不足，提供一种无磁耐蚀难加工镍铬基轴承合金的制备方法，该方法通过优化合金元素、改进冶金工艺、完善组合热变形技术、精确热工及拉拔变形参数，提高熔炼水平，降低合金的重熔缺陷，提升冷热塑性变形性能，改善非金属夹杂，均匀组织力学性能，提高了合金的品质及成材率。

为了实现上述目的，本发明所述无磁耐蚀难加工镍铬基轴承合金制造方法的工艺路线是：真空熔炼→电渣重熔→锻造→热轧→拉拔→固溶处理→时效处理。具体方法如下：

1）真空熔炼：

取单质Ni、Cr、W作为底料放进容器中，低真空下，大电流加热熔化底料，随后在1550～1650℃下，高真空第一次精炼20～35分钟，再添加单质Al，1450～1550℃下，高真空第二次精炼10～20分钟，充入3k～80kPa氩，添加微量合金化元素搅拌溶化，在真空下静置浇铸电极棒，所得电极棒各组分的质量百分含量为C:≤0.03%、Cr:38～43%、Al:3.0～4.0%、W:≤2%、Fe:≤1.0%、Si:≤1.0%、Mn:≤1.0%、S:≤0.03%、P:≤0.03%、微量元素≤0.13%、N+H+O:≤100ppm、余量Ni；

2）电渣重熔：

将步骤1）所得的电极棒先进行预处理再进行电渣重熔，脱模后获得电渣锭，电渣重熔的电压为38～55V，电流为3000～7000A，渣池厚度为60～200mm，渣系为多元碱性渣，电渣锭各组分同步骤1）所得的电极棒；

3）锻造：

将步骤2）得到的电渣锭加热到1150～1230℃，保温1～4h，在950～1230℃温度下，开坯锻造成方坯1，经下料、氧化皮砂磨及缺陷处理，再将方坯1在1150～1230℃回火加热0.5～2h后，950～1200℃温度下，四面模锻或两面拔长自由锻造成方坯2或棒条1，总锻造比≥4；

4）热轧：

步骤3）得到的方坯2在1150～1230℃下保温1～2h，950～1230℃热轧成盘圆1或棒条2；

5）拉拔：

将步骤4）所述的盘圆1进行下述热处理：加热到1180～1220℃保温45～90min，淬水进行软化处理，然后在400～500℃下碱煮15～30分钟，接着酸洗，添加氯化石钠润滑剂，再多道次拉拔加工，重复上述热处理步骤，使其每次热处理的火次变形量﹥30%、每道次变形量﹤30%，得到盘圆2；

6）固溶处理：

将步骤3）所述的棒条1、步骤4）所述的棒条2、步骤5）所述的盘圆2加热至1150～1210℃，保温0.5～2h，快速水淬得固溶态合金，其固溶态合金硬度180≤HB≤260，晶粒度满足4～10级，组织为极少量的α富Cr相+奥氏体γ相。

7）时效处理：