[发明专利]一种不锈轴承钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种不锈轴承钢及其制备方法。该不锈轴承钢以重量计的组分为C为0.5～1.2％，N为0.2～1.2％，Cr为16～20％，Si为0.2～1.2％，Mn为0.3～1.5％，V为0.2～3.6％，其余为Fe；所述不锈轴承钢是通过合金粉末在分解氨气氛中烧结而成，所述不锈轴承钢在烧结过程中析出氮化钒。该不锈轴承钢冶炼难度低，成本低，而且强度高和抗疲劳性能优异。

技术领域

本发明涉及轴承钢技术领域，具体涉及一种不锈轴承钢及其制备方法。

背景技术

轴承是在机械传动过程中起固定传动轴和减小传动轴与轴座之间载荷摩擦系数的部件。由于轴承多数是在高负荷、高转速和高灵敏度条件下工作，所以对疲劳性能和耐磨性要求极高。

不锈轴承钢是用来制造在腐蚀性介质中工作的轴承的一类钢，其不仅具有较高的疲劳性能和耐磨性能，还具有良好的耐蚀性，被广泛地应用于化工机械、石油机械、海洋船舶、原子能反应堆等使用工况恶劣的设备中。

但是，不锈轴承钢属于含有高碳高铬的莱氏体钢，具有较高质量分数的碳和铬，冶炼凝固过程中不可避免地出现粗大的共晶碳化物，且很难通过后期的热处理将这些粗大碳化物消除或细化，这些粗大的共晶碳化物严重影响轴承表面的加工精度，增大轴承工作的噪音，同时应力集中容易导致不锈轴承钢表面疲劳剥落，严重损害轴承的使用寿命。

为此，相关技术人员在不锈轴承钢中添加氮元素，获得高氮不锈钢，以调控不锈轴承钢的微观组织，实现碳化物和晶粒的双重细化，并通过固溶强化、晶界强化、加工硬化及析出强化，以提高含氮钢的抗拉强度与屈服强度，同时不损害钢的韧性，且高硬度与均匀分布的碳化物使其具有良好的耐磨与耐蚀性能，因此，高氮不锈轴承钢成为世界各国的研究重点。

然而，由于冶炼技术的限制，高氮不锈轴承钢冶炼工艺复杂，而且对加压设备与冶炼技术的要求较高，直接导致不锈轴承钢的成本居高不下。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不锈轴承钢及其制备方法，用以解决现有高氮不锈轴承钢成本高的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种不锈轴承钢，所述不锈轴承钢以重量计的组分为C为0.5～1.2％，N为0.2～1.2％，Cr为16～20％，Si为0.2～1.2％，Mn为0.3～1.5％，V为0.2～3.6％，其余为Fe；所述不锈轴承钢是通过合金粉末在分解氨气氛中烧结而成，所述不锈轴承钢在烧结过程中析出氮化钒。

另外，本发明还提供一种不锈轴承钢的制备方法，所述不锈轴承钢的制备方法包括步骤：合金粉末成型的生坯在分解氨气氛中烧结，在烧结过程中形成氮化钒。

其中，所述不锈轴承钢的制备方法包括以下步骤：

步骤S1，将合金粉末在模具中压制成生坯，合金粉末以重量计的组分为：C为0.5～1.2％，N为0.2～1.2％，Cr为16～20％，Si为0.2～1.2％，Mn为0.3～1.5％，V为0.2～3.6％，其余为Fe；

步骤S2，将生坯在分解氨气氛中烧结获得烧结坯；

步骤S3，对烧结坯进行热处理。

其中，在步骤S1中，所述合金粉末的粒度小于60μm。

其中，在步骤S1中，将所述合金粉末在100～800Mpa压力下压制成型。

其中，在步骤S2中，烧结温度为1100～1280℃，烧结保温时间1～5小时。

其中，在步骤S2中，烧结完成后烧结坯随炉冷却至室温。

其中，在步骤S3中，烧结坯在950～1100℃进行奥氏体化，然后淬火，再在200～350℃下回火。

本发明具有如下优点：