[发明专利]一种低钛含量轴承钢的制备方法

说明书

本发明涉及轴承钢的冶炼方法，尤其涉及一种低钛含量轴承钢的制备方法。所述轴承钢中，Ti的质量百分含量为小于等于0.0018wt％，Si的质量百分含量为大于等于0.4wt％，优选为0.4‑0.6wt％，C的质量百分含量为大于等于0.9wt％，优选为0.90‑1.00wt％；所述制备方法包括：初炼、精炼、真空脱气、浇注、轧制的步骤。本发明的方法不增加冶炼成本的条件下解决轴承钢产品中钛含量过高的问题。

技术领域

本发明涉及轴承钢的冶炼方法，尤其涉及一种低钛含量轴承钢的制备方法。

背景技术

轴承钢是一种重要的钢材料，轴承钢中的氮化物主要以TiN或TiCN存在，氮化钛是一种硬而脆的夹杂物，它对钢的疲劳寿命特别有害，现在用户对冶金厂生产的轴承钢内部冶金质量如夹杂物、碳化物等要求很严，特别是对钢中大颗粒氮化钛TiN尺寸、数量及分布要求苛刻，这是因为①氮化钛TiN夹杂物破坏了钢的连续性，在外加变形力情况下易产生应力集中；②钢在变形或热处理时，由于金属基体与TiN夹杂物的热膨胀系数不同，在金属与TiN夹杂物界面形成初始裂纹，是金属进一步疲劳破坏的疲劳源；③TiN夹杂物坚硬、呈棱角状，易导致轴承滚动时掉块，影响疲劳寿命。尽量将钢中的钛含量降低，减小其形成氮化钛夹杂物的可能性，轴承钢对于钛的要求是越低越好。通过分析，合金的含钛是轴承钢主要来源，一般可选用低钛含量合金，但是过程控制不好时，钛含量控制不稳定，而且还超出标准要求，尤其是风电钢球用Si-Mn类轴承钢对于钛更难控制，如钢中Si含量达到0.50％，要求Ti≤0.0018％很难控制，严重制约合同交付。

目前各钢铁企业控制钢中Ti含量主要从以下几个方面进行：①采用低钛铬、锰、硅等铁合金；②在转炉中利用钢液中氧元素将钛氧化去除；③利用炉渣吸附氧化钛进行脱钛。

由于低钛铁合金等价格高，完全采用低钛铁合金增加生产成本、降低市场竞争力，目前仅少数几家企业生产高纯洁度轴承钢时才使用。利用钢液中氧元素O将Ti氧化去除，甚至直接将铁合金加入电、转炉中，目前仅日本神户公司直接将铁合金加入转炉BOF中，利用转炉BOF中高浓度[O]来氧化铁合金熔入钢液中的[Ti]，并利用BOF炉渣吸收TiO2。由于熔化铁合金并完成Ti的氧化反应需要一定时间，故该方法影响转炉的生产效率，而且在转炉中加入合金，合金回收率低，产品成本高。在精炼炉LF中利用炉渣吸附氧化钛进行脱钛是每家生产轴承钢企业都采用的方法，该方法生产成本低、操作简单，但脱Ti效率太低。

因此，急需一种成本低、操作简单且脱Ti效率高的轴承钢制备方法。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种低钛含量轴承钢的制备方法，本发明的方法适合所有种类轴承钢的生产，特别是硅、碳含量较高的轴承钢，比如硅质量含量为大于等于0.4wt％，碳的质量百分含量为大于等于0.9wt％。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种低钛含量轴承钢的制备方法，包括：

一种低钛含量轴承钢的制备方法，所述轴承钢中，Ti的质量百分含量为小于等于0.0018wt％，Si的质量百分含量为大于等于0.4wt％，优选为0.4-0.6wt％，C的质量百分含量为大于等于0.9wt％，优选为0.90-1.00wt％；所述制备方法包括以下步骤：初炼步骤：将冶炼原料在电炉或转炉中进行初炼处理，在出钢时按照设计成分至少加入硅铁合金，得到初炼钢水，再向所述初炼钢水中加入精炼渣料；精炼步骤：将所述将初炼钢水在精炼炉中进入精炼处理，精炼处理过程中至少不对硅的含量进行调整，得到精炼钢水；真空脱气步骤：将所述精炼钢水在VD炉进行真空脱气处理，得到脱气钢水；浇注步骤：将所述脱气钢水进行浇注处理，得到铸坯；轧制步骤：将所述铸坯进行轧制处理，得到所述低钛含量轴承钢。

作为优选的实施方式，所述初炼步骤中，所述初炼处理的时间为40-80min，优选为60min，温度为1600-1700℃，优选为1640-1680℃。