[发明专利]一种轴承钢盘条及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴承钢盘条及其生产方法，属于钢铁材料生产技术领域。

背景技术

轴承工业是重要的基础工业之一，是一个国家工业技术水平的重要标志。轴承钢要求材料有高的接触疲劳强度、硬度和纯净度，并且有良好的耐磨性、组织稳定性和冲击韧性。轴承钢一般以热轧态交货，在下游轴承制造前需要进行球化退火处理。通过球化退火，能够获得铁素体基体上均匀分布着细小球状碳化物颗粒的组织。球化退火降低了轴承钢的硬度，有利于切削和加工。

轴承钢球化退火时间一般较长，总退火时间达到20小时以上, 长时间的球化退火，不仅消耗能源、占用资金，还容易造成脱碳严重。但是缩短球化退火时间容易导致球化不完全，影响后续加工。大规格轴承钢盘条（≥φ18mm）一般用来生产轴承钢套圈，其边部变形量大，对球化程度非常敏感。如果球化退火不完全，容易导致冷镦时套圈边部开裂。球化退火的原理是将轴承钢加热至奥氏体化稍高的温度，获得奥氏体加上未溶碳化物组织，冷却时这些未溶碳化物成为形核的核心，因此拥有正火组织或细片层间距的珠光体组织的预备组织能够有效减少球化退火时间。

轴承钢大盘卷生产过程中，由于规格尺寸较大且呈集卷状态冷却，相对于小规格轴承钢和斯太尔摩冷却其冷速较慢，更容易出现粗片珠光体组织和网状碳化物，不利于球化退火。若对轴承钢大盘卷进行强制快速冷却，则容易产生白点缺陷和异常组织，引起盘条断裂。因此对于轴承钢大盘卷来说，合适的冶炼及轧制工艺是获得良好退火预备组织、减少球化退火时间的关键。

关于减少球化退火时间的轴承钢生产方法,申请号201110354494.X中公开了“GCr15轴承钢管快速球化退火工艺”，通过对钢管进行穿水冷却，并多次缓冷和保温后出炉，能够在短时间内获得良好的球化组织。但其需要在线热处理炉，生产成本也大大增加。钢管由于壁薄，能够快速升降温，但对于大规格轴承钢盘条则难以应用。申请号201410538252.X中公开了“一种GCr15高碳铬轴承钢在线快速球化退火工艺”，通过对轴承钢快速降温至920～960℃范围内发生40～60%压缩变形，接着快速降温至740～780℃范围内发生30～50%压缩变形，缓慢冷却后得到良好的球化组织。但该方法条件要求苛刻，目前的线材轧制技术难以达到，工业上无法批量生产。申请号201210075317.2中公开了“一种GCr15轴承钢球化退火热处理工艺方法”，通过控制热轧盘条的感应加热和退火炉设置，获得良好的球化组织。该方法主要涉及轴承制造领域，并非对钢铁生产工艺进行优化。

发明内容

本发明提供一种轴承钢盘条及其生产方法，通过冶炼过程控制防止快冷过程中出现白点断裂和异常组织断裂；通过控轧控冷工艺控制盘条轧后的晶粒尺寸、网状碳化物及珠光体片层间距，并避免异常组织的产生，获得良好的球化退火预备组织，能够显著缩短球化退火时间。

本发明所采取的技术方案是：

一种轴承钢盘条，所述轴承钢化学成分的质量百分比为：C 0.95～1.05%，Si 0.15～0.35%，Mn 0.25～0.45%，Cr 1.40～1.65%，P≤0.025%，S≤0.025%，Mo 0.02～0.10%，Ni 0.10～0.30%，Cu 0.10～0.25%，O≤0.0012%，余量为Fe和微量杂质。

本发明还提供了上述轴承钢盘条的生产方法，包括下述工序：RH炉精炼、连铸、缓冷、加热、除磷后轧制、吐丝和风冷。

优选的工艺为:

RH炉精炼工序，真空度67～100Pa，真空循环处理时间35～50分钟，保证氢含量≤3ppm。

连铸工序，采用电磁搅拌、轻压下工艺，中间包过热度控制在15±3℃，铸坯中心碳偏析指数控制在0.96～1.05。

缓冷工序，保证在600℃以上温度进入缓冷炉或缓冷坑，缓冷72小时以上。

加热工序，将钢坯加热至1100～1200℃，保温100～120分钟。

除磷后轧制工序，将除磷后的钢坯进行6+8道次粗中轧，4道次预精轧，8道次精轧，进精轧温度800～900℃，四架减定径，精轧结束后进入吐丝工序。

吐丝工序，吐丝温度控制在800～850℃。

风冷工序：进入风冷线，调节风机开度和保温罩开启数量，以0.1～1℃/s的冷速冷却至550℃，然后空冷至室温。

轴承钢盘条的退火工艺为：随炉升温至770～790℃，保温2～3小时，随后以50～100℃/h速度缓冷至650℃，出炉后空冷至室温。

本发明的成分设计中：