[发明专利]一种轴承钢的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴承钢的制备方法，属于钢铁冶炼技术领域。

背景技术

轴承钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。轴承在工作时承受着极大的压力和摩擦力，所以要求轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性，以及高的弹性极限。对轴承钢的化学成分的均匀性、非金属夹杂物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分严格，即非金属夹杂含量少而且分布均匀，并要求碳化物分布均匀，是所有钢铁生产中要求最严格的钢种之一。

中国专利文件CN102418041A公开了一种轴承钢的生产方法，该钢种的连铸坯断面为直径180mm的圆坯，经一火成材工艺，轧制的成品钢材为直径不超过60mm的圆钢；其化学成分及重量百分含量为：碳重量百分含量为0.95-1.05％，硅重量百分含量为0.15-0.35％，锰重量百分含量为0.25-0.45％，磷重量百分含量小于等于0.025％，硫重量百分含量小于等于0.025％，铬重量百分含量为1.40-1.65％，余量为Fe和无法检测的微量杂质元素；其生产工艺为：转炉、LF精炼炉、VD精炼炉、连铸、加热炉加热并轧制。但是，该方法制备出的轴承钢仍存在着非金属夹杂物分布不均匀的问题，钢的性能难以达到严格标准要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种轴承钢的制备方法。使得到的轴承钢非金属夹杂含量少而分布均匀，且碳化物分布均匀，钢质稳定、抗疲劳性能均好。

本发明的技术方案如下：

一种轴承钢的制备方法，包括电炉冶炼－LF/VD精炼及合金化、连铸、轧制、缓冷；控制钢的化学成分质量百分比含量为：C：0.95～1.05％，Si：0.15～0.35％，Mn：0.25～0.45％，Cr：1.40～1.65％、Mo：≤0.10％，Ni≤0.30％，Cu≤0.25％，P≤0.025％，S≤0.025％，AlS：0.015～0.035％，[O]≤12×10^-6，[H]≤2×10^-6，余为Fe和不可避免的杂质；

包括步骤如下：

(1)冶炼及合金化

采用电炉冶炼，终点磷≤0.012％，终点碳≥0.30％，电炉冶炼出钢温度为1600～1650℃，出钢时随钢流加入钢芯铝3～4㎏/吨钢进行预脱氧；LF炉精炼，精炼过程及时调渣，保持白渣精炼，使用石灰、碳化硅、专用调渣剂调渣，使得渣系组元控制为CaO 48～57％、SiO₂8～13％、Al₂O₃15～20％、MgO 6～10％、FeO+MnO≤2.0％、CaO/SiO₂＝4.0～6.0，LF炉精炼出钢温度为1560～1600℃，出钢时铝控制在0.025～0.045％之间，溶解氧≤4ppm；VD炉处理：VD炉真空度≤67Pa，保持时间15～20min，连铸第一炉上钢温度1510～1520℃，其它炉次1495～1515℃，VD炉破真空后先加0.5～1.0kg/吨钢钢包覆盖剂，再加0.3～0.5kg/吨钢的碳化稻壳进行保温，VD炉处理结束后软吹氩时间15～20min；

(2)连铸

260㎜×300㎜坯型拉速控制在0.45～0.50m/min，180㎜×220㎜坯型拉速控制在0.80～0.90m/min，钢水过热度控制在15～30℃，260mm×300mm连铸坯结晶器水流量控制在170～190m³/h，180mm×220mm连铸坯结晶器水流量控制在150～170m³/h，二冷比水量0.25～0.30L/kg，连铸坯进拉矫机温度950～1150℃，结晶器电磁搅拌控制电流300A、频率3.0HZ，末端电磁搅拌控制电流300A、频率12.0HZ；

(3)轧制、缓冷

冷钢坯在加热炉内停留总时间4.5～6小时，其中高温扩散时间2.5～3.5小时；热钢坯在加热炉内停留总时间3.5～5小时，其中高温扩散时间2.0～3小时；同支钢坯沿长度方向的温度差20～30℃；开轧温度1100～1300℃，终轧温度850℃～940℃，缓冷时下副冷床温度500℃～600℃。

以上各步骤中所述百分含量均为质量百分含量。