一種減輕高碳鉻軸承鋼線材表面脫碳層的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于軸承鋼生產技術領域，特別涉及一種減輕高碳鉻軸承鋼線材表面脫碳層的方法。
【背景技術】
[0002]GCrl5軸承鋼線材主要用于制造滾動軸承的滾動體，如鋼球、滾子等。軸承鋼線材表面的脫碳層如果控制不好，會遺傳到最終的鋼球或滾子上，使熱處理后的滾動體表面產生軟點，導致硬度不均及軸承的早期疲勞失效。滾動體生產企業(yè)為了消除軟點，只有增加研磨量，既浪費材料又增加了生產成本和生產效率。因此通過生產工藝優(yōu)化控制軸承鋼線材的表面脫碳層，從而保證客戶的產品質量以及減少客戶的加工余量降低成本就顯得非常必要和非常有意義。
[0003]目前國內外有一些廠家控制脫碳層方面的報道，但主要是針對彈簧鋼線材和鋼軌用鋼，而專門通過工藝優(yōu)化來控制軸承鋼線材表面脫碳層的工藝方法還鮮有報道。
[0004]專利號為CN2012100399915公開了 “一種彈簧鋼線材表面脫碳的控制方法”，包括了該鋼種的化學成分及生產工藝，主要通過優(yōu)化加熱制度、冷卻制度等，可使生產的55SiCr彈簧鋼線材表面無全脫碳層，局部脫碳層厚度不超過30微米，但其主要是針對彈簧鋼55SiCr。
[0005]專利號為CN2013102483079公開了“一種表面脫碳層小于0.3mm鋼軌及其制造方法”，包括了鋼種的化學成分及其制備工藝，主要是通過控制加熱爐溫度、時間和空氣系數，可使鋼軌表面脫碳層小于0.3_，但其主要針對鋼軌用鋼。
[0006]專利號CN2009100771253公布了“一種用于碳鋼的高溫防護涂料”，包括該涂料的成分組成及配比，可防止鋼坯表面脫碳，但其需要增加一定的成本和設備投入。
[0007]專利號CN03117411.6公布了 “一種防止高碳鋼坯或鋼錠脫碳的加熱方法”，通過優(yōu)化加熱制度使鋼坯或鋼錠表面脫碳層深度控制在較淺范圍，但其主要通過采取強氧化性氣氛加熱，與本發(fā)明原理不同。
[0008]針對下游客戶減少滾動體研磨量及保證產品質量(不出現(xiàn)軟點)的實際需求，結合鋼廠自身的裝備和工藝路線特點通過優(yōu)化鋼坯修磨工藝、加熱制度及控冷工藝，使所生產的軸承鋼線材表面無全脫碳層，半脫碳層深度不大于50微米，滿足了下游客戶的需求。

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種減輕高碳鉻軸承鋼線材表面脫碳層的方法，為下游企業(yè)生產軸承滾動體提供一種表面脫碳層控制良好的線材。通過工藝優(yōu)化使熱乳盤條表面脫碳層深度不大于50微米，可減少下游客戶的研磨量，降低成本，提高生產效率；同時減少滾動體表面軟點造成疲勞失效的風險。
[0010]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案:一種減輕高碳鉻軸承鋼線材表面脫碳層的方法，具體工藝過程如下: (1)冶煉鋼水并連鑄成軸承鋼連鑄大方坯，將所述大方坯乳制成160mm*160mm斷面的熱乳方坯；
(2)對熱乳方還表面進行修磨，修磨量0.5-2mm ；
(3)將熱乳方坯在加熱爐中加熱，爐內采取微正壓控制，爐內壓力5-40Pa，爐內氣氛采用弱氧化性氣氛，通過調整空燃比使爐內殘氧量< 2% ;
(4)吐絲溫度控制在800?850°C，吐絲后以5?10°C/s速率冷卻到500?600°C后緩冷，得到熱乳盤條。
[0011]本發(fā)明所述步驟(3)中加熱條件為:加熱爐爐溫分三段呈階梯式升高，預熱段爐溫為700?900°C，加熱段爐溫為1000?1050°C，均熱段爐溫為1050?1100°C，在爐時間80 ?130mino
[0012]本發(fā)明所述步驟(I)中的軸承鋼連鑄大方坯乳制前，通過高溫擴散加熱，溫度為1200 ?1250。。。
[0013]本發(fā)明所述步驟(I)中的軸承鋼連鑄大方坯斷面的規(guī)格為300?325mmX280?300mmo
[0014]本發(fā)明所述步驟(4)中的熱乳盤條直徑為Φ5.5?20mm。
[0015]本發(fā)明所述步驟(4)中的熱乳盤條半脫碳層厚度< 50 μπι，表面無全脫碳層。
[0016]本發(fā)明技術原理如下:通過修磨消除熱乳方坯表面的原始脫碳及表面缺陷；加熱爐弱氧化性氣氛加熱，避免鋼坯表面氧化及脫碳嚴重，同時采用微正壓控制，避免空氣進入加熱爐造成局部爐氣含氧量過高，加熱過程采取階梯式升溫的加熱制度進行加熱，同時避免過長的加熱保溫時間，從而減輕加熱過程產生的脫碳。將吐絲后的盤條快速冷卻到600°C以下，避免盤條冷卻時在高溫區(qū)間停留時間過長而進一步產生脫碳。
[0017]本發(fā)明生產的軸承鋼線材可使下游客戶生產的滾動體表面無軟點，保證疲勞強度的穩(wěn)定性，同時可減少下游客戶研磨量，降低成本。
[0018]采用上述技術方案所產生的有益效果在于:本發(fā)明獲得的Φ5.5-20mm軸承鋼線材，表面無全脫碳層，半脫碳層深度小于50微米，同時具有良好的成分均勻性及內部組織的均勻性，可以滿足下游客戶的產品質量要求，同時可降低下游客戶的表面研磨量，降低成本，具有一定的競爭優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0019]圖1為GCr 15軸承鋼熱乳方坯修磨前表面脫碳層；
圖2為GCrl5軸承鋼熱乳方坯修磨后表面脫碳層；
圖3為GCrl5軸承鋼線材(Φ 5.5mm)表面脫碳層彡5微米；
圖4為GCrl5軸承鋼線材(Φ 12mm)表面脫碳層20微米；
圖5為GCrl5軸承鋼線材(Φ 20mm)表面脫碳層40微米。
【具體實施方式】
[0020]下面結合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0021]實施例1
冶煉鋼水并連鑄成325mm*280mm斷面大方坯，其成分按重量百分比為:C 1.0%、Si0.24%、Mn 0.36%、Cr 1.49%、P 0.012%、S 0.004%，Cu 0.03%，Ni 0.02% 其余為鐵和不可避免的雜質元素。
[0022]大方坯經加熱擴散后開坯成160mm*160mm斷面的熱乳方坯，對熱乳方坯表面修磨Imm0
[0023]將熱乳方坯在加熱爐中加熱，預熱段溫度800°C，加熱段溫度1040°C，均熱段溫度1060°C，殘氧量0.5%，在爐時間lOOmin。
[0024]鋼坯經高速乳制后在820°C吐絲，吐絲后冷卻速度控制在8°C /s快速冷卻到600°C以下后緩冷。
[0025]按本發(fā)明工藝生產的Φ5.5mm規(guī)格的GCrl5軸承鋼熱乳盤條，表面脫碳層彡5微米，其他性能良好。
[0026]實施例2
冶煉鋼水并連鑄成325mm*280mm斷面大方坯，其成分按重量百分比為:C 0.99%、Si
0.23%、Mn 0.35%、Cr 1.50%、P 0.010%、S 0.003%，Cu 0.03%，Ni 0.02% 其余為鐵和不可避免的雜質元素。
[0027]大方坯經加熱擴散后開坯成160mm*160mm斷面的熱乳方坯，對熱乳方坯表面修磨
1.5mmο
[0028]將熱乳方坯在加熱爐中加熱，預熱段溫度850°C，加熱段溫度1050°C，均熱段溫度1070°C，殘氧量0.6%，在爐時間90min。
[0029]鋼坯經高速乳制后在840°C吐絲，吐絲后冷卻速度控制在7°C /s快速冷卻到600°C以下后緩冷。
[0030]按本發(fā)明工藝生產的Φ 12mm規(guī)格的GCrl5軸承鋼熱乳盤條，表面脫碳層20微米，其他性能良好。
[0031]實施例3
冶煉鋼水并連鑄成325mm*280mm斷面大方坯，其成分按重量百分比為:C 1.1%、Si
0.24%、Mn 0.37%、Cr 1.47%、P 0.013%、S 0.002%，Cu 0.03%，Ni 0.02% 其余為鐵和不可避免的雜質元素。
[0032]大方坯經加熱擴散后開坯成160mm*160mm斷面的熱乳方坯，對熱乳方坯表面修磨2mm ο
[0033]將熱乳方坯在加熱爐中加熱，預熱段溫度840°C，加熱段溫度1030°C，均熱段溫度1060°C，殘氧量0.5%，在爐時間95min。
[0034]鋼坯經高速乳制后在850°C吐絲，吐絲后以6°C /s冷卻速度快速冷卻到600°C以下進行緩冷。
[0035]按本發(fā)明工藝生產的Φ20mm規(guī)格的GCrl5軸承鋼熱乳盤條，表面無全脫碳層，半脫碳層深度40微米，其他性能良好。
[0036]本發(fā)明在嚴峻的鋼鐵形勢下，從客戶實際需求出發(fā)，本著滿足客戶產品使用要求，同時為用戶節(jié)省成本的角度出發(fā)，通過工藝優(yōu)化，生產出具有良好表面脫碳控制效果的軸承鋼熱乳盤卷，滿足客戶生產需求，既滿足了客戶的質量要求，又為用戶降低了成本壓力，同時提高了產品市場競爭力，達到了雙贏的效果。
【主權項】
1.一種減輕高碳鉻軸承鋼線材表面脫碳層的方法，其特征在于，具體工藝過程如下: (1)冶煉鋼水并連鑄成軸承鋼連鑄大方坯，將所述大方坯乳制成160mm*160mm斷面的熱乳方坯； (2)對熱乳方還表面進行修磨，修磨量0.5-2mm ； (3)將熱乳方坯在加熱爐中加熱，爐內采取微正壓控制，爐內壓力5-40Pa，爐內氣氛采用弱氧化性氣氛，通過調整空燃比使爐內殘氧量< 2% ; (4)吐絲溫度控制在800?850°C，吐絲后以5?10°C/s速率冷卻到500?600°C后緩冷，得到熱乳盤條。2.根據權利要求1所述的一種減輕高碳鉻軸承鋼線材表面脫碳層的方法，其特征在于，所述步驟(3)中加熱條件為:加熱爐爐溫分三段呈階梯式升高，預熱段爐溫為700?9000C，加熱段爐溫為1000?1050°C，均熱段爐溫為1050?1100°C，在爐時間80?130min。3.根據權利要求1或2所述的一種減輕高碳鉻軸承鋼線材表面脫碳層的方法，其特征在于，所述步驟(I)中的軸承鋼連鑄大方坯乳制前，通過高溫擴散加熱，溫度為1200?1250。。。4.根據權利要求1或2所述的一種減輕高碳鉻軸承鋼線材表面脫碳層的方法，其特征在于，所述步驟(I)中的軸承鋼連鑄大方坯斷面的規(guī)格為300?325mmX280?300mm。5.根據權利要求1所述的一種減輕高碳鉻軸承鋼線材表面脫碳層的方法，其特征在于，所述步驟(4)中的熱乳盤條直徑為Φ5.5?20_。6.根據權利要求1所述的一種減輕高碳鉻軸承鋼線材表面脫碳層的方法，其特征在于，所述步驟(4)中的熱乳盤條半脫碳層厚度< 50 μπι，表面無全脫碳層。
【專利摘要】本發(fā)明一種控制高碳鉻軸承鋼線材表面脫碳的方法，具體工藝過程如下：冶煉鋼水并連鑄成軸承鋼連鑄大方坯，將所述大方坯軋制成160mm×160mm斷面的熱軋方坯；對熱軋方坯表面進行修磨，修磨量0.5-2mm；將熱軋方坯在加熱爐中加熱，爐內采取微正壓控制，爐內壓力5-40Pa，爐內氣氛采用弱氧化性氣氛，通過調整空燃比使爐內殘氧量≤2%；吐絲溫度控制在800～850℃，吐絲后以5～10℃/s速率冷卻到500～600℃后緩冷，得到熱軋盤條。本發(fā)明獲得的軸承鋼線材，表面無全脫碳層，半脫碳層深度小于50微米，同時具有良好的成分均勻性及內部組織的均勻性，可以滿足下游客戶的產品質量要求，同時可降低下游客戶的表面研磨量，降低成本，具有一定的競爭優(yōu)勢。
【IPC分類】C21D1/74, C21D8/06
【公開號】CN105132657
【申請?zhí)枴緾N201510630747
【發(fā)明人】阮士朋, 崔娟, 郭明儀, 劉振民, 張磊, 趙錚錚, 王偉, 戴永剛, 李寶秀, 李世琳, 李永超, 黃翠環(huán)
【申請人】邢臺鋼鐵有限責任公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月29日