[发明专利]用于冷挤压金属结构件的GCr15盘卷冷拔材的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及GCr15盘卷冷拔材制造方法，尤其涉及用于冷挤压金属结构件的GCr15盘卷冷拔材的制造方法，盘卷冷拔材产品交货要求：无氧化，脱碳深度不大于公称直径的1.0%mm；组织为：球状化珠光体2-4级；硬度不大于190HBW；同时，材料表面无裂纹，要有润滑保护层。

背景技术

轴承钢是合金钢的一个种类。GCr15铬轴承钢，是制造各类轴承的主要材料之一，GCr15轴承钢的特点是：碳含量在0.95~1.05%，铬含量在1.30~1.65，用于制造各种结构件，或零部件产品（电机、机床、汽车、火车、矿山通用机械等设备上的滚动体或轴承套圈等）。

钢铁制造商提供合格的GCr15轴承钢棒材（或盘卷）材料产品，供货状态的特点是：1）、热轧材供货，适用于热锻成型加工；2）、热轧退火材供货，适用于切削成型加工；3）、冷拉退火材供货，适用于切削成型加工。

机械制造商将钢铁制造商提供的GCr15轴承钢材料产品，加工成合格的GCr15轴承钢结构件（或零部件）；加工特点是：1）、切削成型加工；2）、热锻成型加工。

目前，机械制造商进行设备改进，可以进行“切削成型加工；热锻成型加工”之外的“连续的冷挤压成型工艺”。说明：“冷挤压成型加工”形式与“切削成型加工”、“热锻成型加工”、“冷镦钢球加工”，是不同的成型方式，“冷挤压成型加工”具有“冷变形量大、对材料性能、表面质量要求高”的特点，但此工艺生产金属结构件如轴承套圈具有“金属浪费少、成本低、套圈质量好”的优点，受到机械制造商的欢迎。

目前，钢铁制造商生产的GCr15冷拉退火盘卷材料，其冷加工艺为：热轧盘卷→球化退火→冷拉成品→成品再结晶退火→包装，适用于机械制造商的“切削成型加工”，如：冷镦钢球的生产。

但是，不能满足机械制造商的“连续的冷挤压成型工艺”要求。说明：在连续冷挤压金属结构件生产时，极易产生材料的开裂、挤伤，模具损坏等，无法进行正常的冷挤压生产。其不足之处为：成品再结晶退火后硬度较高，适用范围较狭窄，表面无润滑层，不能适应冷挤压成型加工。原因是：硬度及表面状态在挤压时模具损耗大，模具损坏多，材料的利用率较低，不能适应连续的冷挤压生产。

能适应冷挤压成型轴承套圈加工的GCr15合金钢产品，是合适的盘卷冷拔材。经同类型的专利检索，冷挤压金属结构件用GCr15盘卷冷拔材的生产，无相同或类似的专利。

综上所述，冷挤压金属结构件用GCr15盘卷冷拔材的生产，是一个技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于冷挤压金属结构件的GCr15盘卷冷拔材的制造方法，实现轴承钢结构件连续化生产，基本杜绝了“GCr15盘卷冷拔材”冷挤压金属结构件生产中的“模具损耗大，模具损坏多，材料的利用率低，不能适应连续冷挤压”生产现象，提高了材料在冷挤压金属结构件的成材率，满足了GCr15冷挤压金属结构件过程中生产要求。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种用于冷挤压金属结构件的GCr15盘卷冷拔材的制造方法，包括如下步骤：

1)球状化退火

GCr15热轧盘卷在强对流氮氢保护气氛罩式炉进行退火，保护气类型：N₂露点≤-60℃；氮氢保护气露点≤-60℃；含氧量≤5ppm；GCr15热轧盘卷随炉升温到780~800℃，保温5~7小时后以≤20℃/h冷却至710~730℃，保温2~4小时，带冷却罩冷却到140℃或以下温度出炉；

2)冷拔盘卷处理

经过球状化退火处理后的盘卷在带机械除鳞设备的拉拔机上进行冷拉生产，冷拉弯卷成成品盘卷；单道次拉拔压缩率不大于46%，拉拔速度30~60m/min；

3)高温软化退火处理

冷拉后的GCr15盘卷在强对流氮氢保护气氛罩式炉进行退火，罩式炉保护气类型：N₂露点≤-60℃；氮氢保护气露点≤-60℃；含氧量≤5ppm；

盘卷随炉升温到780~800℃，保温5~7小时后以≤20℃/h冷却至710~730℃，保温2~4小时，带冷却罩冷却到140℃或以下温度出炉；

4)盘卷润滑处理

对盘卷进行硫酸酸洗、冲洗、上皮膜剂、冲洗、表面润滑处理、吹干处理后进行防锈包装；盘卷冷拔材产品交货状态：无氧化，脱碳深度不大于公称直径的1.0%mm；组织为：球状化珠光体2-4级；硬度不大于190HBW；同时，材料表面无裂纹，要有润滑保护层。