[发明专利]一种高速动车组用渗碳轴承钢制造方法

说明书

本发明公开一种高速动车组用渗碳轴承钢制造方法,目的是通过选择特制的高纯工业纯铁、纯金属料和采用真空感应+真空自耗冶炼工艺，降低钢中铝和钛含量达到很低，降低钢中的气体含量，生产出超低气体含量及超纯净、超细晶的渗碳轴承钢。本发明具有如下优点：获得超低气体、超纯净的渗碳轴承钢，其中氢不大于0.0001％，氧不大于0.0006％，氮不大于0.0009％，非金属夹杂物A类、B类、D类细系夹杂不大于1.0级，Ds类0.5级，无其它类型夹杂物；在采用渗碳法处理后晶粒度级别7.0级以上。

技术领域

本发明属于金属材料制造领域，涉及一种高速动车组用渗碳轴承钢制造方法，主要应用于动车组轴箱轴承套圈材料的生产。

背景技术

目前，我国高速铁路发展迅猛，已建成了两万公里具有世界先进水平的高速铁路，并研制生产了拥有完全自主知识产权的中国标准动车组。但是动车组轴箱用高碳铬轴承市场被进口产品垄断，目前国内主机厂生产的动车组用轴箱轴承均为欧日进口，主要供货商为瑞典SKF、德国FAG、日本NTN和日本NSK，国外企业均对中国实行严格的技术封锁，进行动车组轴箱轴承自主化研发迫在眉睫。目前日、欧、美高速列车轴承标准或者技术条件在钢种水平、冶金质量及尺寸精度方面的要求逐渐形成共性，其中采用细晶、低碳钢进行表面渗碳处理是提高轴承服役寿命最为有效的方法；而目前国内高铁相关渗碳轴承钢的冶炼专利相关内容较少，基本是渗碳轴承钢的设计方面，对工艺介绍极其少。

影响轴承寿命的主要因素除了氧化物夹杂物(主要与钢种的氧含量有关)、硫化物夹杂物(主要与钢中的硫有关)之外，还有氮化钛夹杂物，氮化钛夹杂物是一种硬而脆的夹杂物，它对钢的疲劳寿命特别有害。因此，人们开始研究减少轴承钢中的氮化钛夹杂物数量的方法，并发现：当钢中钛含量小于0.0012％时极难继续降低，极高含量的氮与钛易生成氮化钛夹杂物损害钢的疲劳寿命；另一方面也会影响钢中氮含量的下降。减少轴承钢中的夹杂物数量的方法有两种：一种是把钢中铝和钛含量降低到很低，另一方面就是降低钢中的气体含量。

公开号为CN 102226253 A，公开日期2011年10月26日，名称为“一种高速铁路用渗碳轴承钢及其制备方法”的专利公开了一种渗碳轴承钢，其特征在于，化学元素的重量百分比：碳：0.18％～0.24％，硅不大于0.10％，锰不大于0.10％，磷不大于0.01％，硫不大于0.005％，铬：0.5％～2.0％，镍：1.5％～4.5％，钼：0.3％～1.5％，铌：0.02％～0.04％，钒0.3％～0.9％，余为Fe及不可避免的不纯物，[O]+[N+[H]含量在0.0020％～0.0040％及As+Sn+Ti+Sb+Pb不大于0.060％，该专利所包含化学成份的轴承钢国内还未正式使用。而目前国内主要使用的渗碳轴承钢是G20CrNi2Mo，其冶炼方法是采用电炉+电渣工艺，其未对残余元素及气体含量进行要求，只是对钢中的钛含量(钛不大于0.005％)进行了较宽松的要求,其冶炼的渗碳轴承钢其氧含量在0.0015％以上,氮含量在0.0050％以上，非金属夹杂物不小于1.0级，晶粒度一般在6级左右，已经无法满足目前高速铁路对高质量渗碳轴承钢的要求。

发明内容

本发明提供一种高速动车组用渗碳轴承钢制造方法，目的是通过选择特制的原材料和冶炼工艺，降低钢中铝和钛含量达到很低，降低钢中的气体含量，生产出超低气体含量及超纯净、超细晶的渗碳轴承钢，技术指标如下：

1.化学成份应符合表1规定。

表1

表1续

2.非金属夹杂物合格级别为表2规定。

表2

3.力学性能达到表3规定。

表3