[发明专利]一种轴承钢及其制造方法

说明书

本申请实施例提供一种轴承钢及其制造方法，涉及冶炼领域。轴承钢的制造方法包括按照高碳铬轴承钢的合金成分构成进行精炼、连铸成铸坯、轧制和冷却处理的工序，在连铸成铸坯的过程中，凝固末端电磁搅拌的电流为335‑365A，频率为4.6‑5.4Hz；凝固末端轻压下总压下量为大于16mm至等于17mm的范围内；压下量分布采用四段式分布方法，首段压下量和末段压下量均为0，中间两段的压下量前高后低，且每个拉矫辊的最大压下量不超过6mm。该制造方法能够使轴承钢的碳化物带状控制在2.0级以下，且热轧态的碳化物网状稳定控制在2.5级以下。

技术领域

本申请涉及冶炼领域，具体而言，涉及一种轴承钢及其制造方法。

背景技术

轴承钢主要用于生产轴承的滚珠和套圈，轴承钢由于冶炼质量缺陷导致的失效占总失效的65％左右，冶炼质量缺陷主要就是非金属夹杂物和碳化物不均匀。轴承钢的洁净度主要是包含：非金属夹杂物、氧含量和杂质元素含量(主要是Ti)，其中氧化物夹杂(B类)是轴承钢中最具危害性的，对疲劳破坏有显著的影响，B类夹杂物很难稳定控制在B细≤1.0级、B粗≤0.5级以内。

轴承钢的碳化物尺寸和分布对轴承的接触疲劳寿命有很大的影响，大颗粒的碳化物和密集的碳化物都极为有害。轴承钢的接触疲劳寿命随着碳化物尺寸的减小呈指数级提高，比如碳化物尺寸为0.56μm时的疲劳寿命比碳化物尺寸为1.0μm时的疲劳寿命提高2.5倍。另外，碳化物缺陷的危害相当于夹杂物，碳化物缺陷根据其产生条件可分为：a、碳化物液析，b、碳化物带状，二者的起因都是钢锭/坯结化物评级达到3-4级，使钢材的疲劳寿命降低约30％；c、碳化物网状，是轴承晶时产生的树枝状偏析，碳化物网状升高1级，带状碳的疲劳寿命会降低1/3。

目前碳化物液析控制较稳定，基本可完全消除，但是碳化物带状、碳化物网状控制难度仍然较大。碳化物带状主要通过连铸工艺及高温加热扩散控制，但是很难稳定控制在2.0级以下；碳化物网状主要通过降低终轧温度及轧制变形量或加快轧后冷速，有效防止碳化物在原奥氏体晶界呈网状析出，或者通过后续的离线正火也可以改善碳化物网状，但是热轧态的碳化物网状很难稳定控制在2.5级以下。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种轴承钢及其制造方法，能够使轴承钢的碳化物带状控制在2.0级以下，且热轧态的碳化物网状稳定控制在2.5级以下。

第一方面，本申请实施例提供了一种轴承钢的制造方法，其包括按照高碳铬轴承钢的合金成分构成进行精炼、连铸成铸坯、轧制和冷却处理的工序，在连铸成铸坯的过程中，凝固末端电磁搅拌的电流为335-365A，频率为4.6-5.4Hz；凝固末端轻压下总压下量为大于16mm至等于17mm的范围内；压下量分布采用四段式分布方法，首段压下量和末段压下量均为0，中间两段的压下量前高后低，且每个拉矫辊的最大压下量不超过6mm。

在上述技术方案中，连铸成铸坯过程的重点是降低铸坯的碳偏析程度，凝固末端电磁搅拌的参数控制在一定范围内，作用是改善铸坯芯部的碳化物偏析，同时采用轻压下工艺，而且最关键的是压下量的分布，首段压下量为0，防止由于过压下，偏析效果变差，即避免严重碳偏析，末段压下量为0，减少裂纹等缺陷，中间两段的压下量按照前高后低的合适分配，能够显著降低碳偏析，从而有效控制碳化物带状和碳化物网状。综上，本申请的制造方法能够使轴承钢的碳化物带状控制在2.0级以下，且热轧态的碳化物网状稳定控制在2.5级以下。

在一种可能的实现方式中，中间两段的辊数比例为11-13:7-9；和/或，中间两段的压下量比例为63-77:27-33。

在一种可能的实现方式中，前1-3个和最后1-3个拉矫辊的压下量为0，中间前11/20-13/20的拉矫辊压下量占总压下量的63％-77％，后7/20-9/20的拉矫辊压下量占总压下量的27％-33％。

在上述技术方案中，按照上述特定的压下量分布，能够显著降低碳偏析程度。