[发明专利]轴承钢用铁基孕育剂的制备方法

说明书

本发明轴承钢用铁基孕育剂的制备方法，涉及用熔炼法制造铁基合金，是通过原位自生法和快淬技术制得包含非晶和纳米增强颗粒NbC、Cr₇C₃和CrC的Fe‑Nb‑Cr‑C非晶纳米晶轴承钢用铁基孕育剂，该孕育剂克服了现有技术中存在的还没有一种特定的用于轴承钢的孕育剂，没有能够使轴承钢定向增多M₇C₃型碳化物数量功能的孕育剂，没有使增强相和轴承钢润湿性非常好的孕育剂，也没有减少孕育剂中增强相在高温下的损失的方法的缺陷。

技术领域

本发明的技术方案涉及用熔炼法制造铁基合金，具体地说是轴承钢用铁基孕育剂的制备方法。

背景技术

近几十年我国实现了大部分高端装备的国产化，但对高端装备用的高端轴承的国产化一直停滞不前，国家对航空发动机用轴承、中高档轿车用轴承、高速铁路用轴承以及大型精密高速数控机床用轴承高端轴承的需求尤为迫切。这些问题的存在又归根在于轴承钢材料的品质上。近年来，大量的学者和企业都对轴承钢材料品质进行了不懈的研究和改善，渗碳技术及喷射成形技术在制造轴承钢材料中的应用，使轴承钢材料的力学性能得到显著提升。但是渗碳技术存在制造工艺复杂、耗时长和能量利用率低的缺陷；喷射成形技术在制造轴承钢材料中尚处于积极研发阶段，技术并不成熟。

孕育剂加入到基体中只需基体质量的千分之几，这样可以大大节省材料成本。随着对孕育剂研究的发展和进步，孕育剂的种类也越来越多，有轧辊用高速钢的孕育剂、有防球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂、有用于铸态生产珠光体球铁的孕育剂等。CN108004457A公开了高速钢用铁基孕育剂的制备方法；CN102168220B公开了用于细化弹簧钢铸态组织的孕育剂的制备方法和应用方法；CN102031442B公开了轧辊用高速钢组织变质细化用的孕育剂的制备和应用方法。但是，现有用于钢和合金材料的孕育剂中，还没有一种孕育剂是特定用于轴承钢的，没有能够使轴承钢定向增多M₇C₃型碳化物数量功能的孕育剂，没有使增强相和轴承钢润湿性非常好的孕育剂，也没有减少孕育剂中增强相在高温下的损失的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供轴承钢用铁基孕育剂的制备方法，是通过原位自生法和快淬技术制得包含非晶和纳米增强颗粒NbC、Cr₇C₃和CrC的Fe-Nb-Cr-C非晶纳米晶轴承钢用铁基孕育剂，该孕育剂克服了现有技术中存在的还没有一种特定的用于轴承钢的孕育剂，没有能够使轴承钢定向增多M₇C₃型碳化物数量功能的孕育剂，没有使增强相和轴承钢润湿性非常好的孕育剂，也没有减少孕育剂中增强相在高温下的损失的方法的缺陷。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：轴承钢用铁基孕育剂的制备方法，是采用原位自生法和快淬技术制得Fe-Nb-Cr-C非晶纳米晶轴承钢用铁基孕育剂的方法，具体步骤如下：

第一步，配料：

称取所需用质量的原料铸铁、纯铌和纯铬，按质量百分数为12～12.5％纯铌、0.35～0.45％纯铬和剩余为铸铁进行配料，其中铸铁含碳的质量百分数为2.0～3.0％；

第二步，真空环境熔炼制备纽扣状Fe-Nb-Cr-C母合金：

将上述第一步称取的全部原料放入WK-Ⅱ型非自耗式真空电弧炉内，对炉体抽真空至真空度5×10^-3Pa，加热熔炼，直到原料全部熔化，然后冷却再熔化，直至成分均匀分布为止，最后冷却6～8分钟，制得纽扣状Fe-Nb-Cr-C母合金；

第三步，利用快淬技术制备轴承钢用铁基孕育剂：