[发明专利]一种高碳铬轴承钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高碳铬轴承钢及其制备方法。该高碳铬轴承钢是通过粉末冶金工艺获得，其中合金粉末在草酸溶液中清洗，将非金属夹杂与金属粉末解离，进一步地采用电选或磁选将非金属夹杂去除，所述高碳铬轴承钢以重量计的组分为C：0.8～1.6，Cr：1.0～2.6％，Mn：0.2～1.8％，Si：0.1～1.5％，V：0.5～2.6％，余量为Fe。该高碳铬轴承钢组织均匀、性能优异，耐磨性好，疲劳寿命长，同时制备成本低。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，具体涉及一种高碳铬轴承钢及其制备方法。

背景技术

高碳铬轴承钢不仅具有良好的耐磨性能和抗接触疲劳性能，而且具有一定的弹性、韧性和良好的加工性能，主要用于制造轴承和轴承零件。轴承的内在质量在很大程度上取决于轴承钢的冶金质量——即化学成分的均匀性、非金属夹杂物的含量、类型、大小分布、碳化物的不均匀性以及低倍组织。此外，轴承零件的热处理质量对轴承的使用性能和寿命也起着决定性的作用。

在生产过程中，对轴承钢的冶炼的基本质量要求是组成成分的纯净度和组织的均匀性。其中，组成成分的纯净度是指杂质元素及非金属夹杂物的含量，杂质元素及非金属夹杂物的含量越少，组成成分的纯净度越高。组织的均匀性是指钢中碳化物的粒径和分布，碳化物的粒径越细小，分布越均匀，组织的均匀性越高。据统计，由于轴承钢中的非金属夹杂物和碳化物不均匀性的冶金质量缺陷造成的失效占轴承失效的 65％。

因此，冶金质量的提高对轴承质量的意义重大。目前是通过电渣熔炼以及真空熔炼等工艺控制轴承钢中的硫、磷、氧等杂质的含量，但是这种冶炼方法的设备成本较高且能耗较大，而且为了提高轴承钢的质量，还需要经过反复锻造来改善组织均匀性，才能满足轴承钢的使用要求，进一步增加了轴承钢的生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高碳铬轴承钢及其制备方法，用以解决现有轴承钢组织不均匀以及成本高的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种高碳铬轴承钢，所述高碳铬轴承钢是通过粉末冶金工艺获得，所述高碳铬轴承钢以重量计的组分为C： 0.8～1.6，Cr：1.0～2.6％，Mn：0.2～1.8％，Si：0.1～1.5％，V：0.5～2.6％，余量为Fe。

另外，本发明还提供一种高碳铬轴承钢的制备方法，所述高碳铬轴承钢的制备方法包括步骤：将合金粉末放入草酸溶液中清洗，将非金属夹杂与金属粉末解离，进一步地采用电选或磁选将非金属夹杂去除。。

其中，所述高碳铬轴承钢的制备方法包括以下步骤：

步骤S1，雾化制备合金粉末并将合金粉末放入草酸溶液中清洗，以将非金属夹杂从所述合金粉末中解离，并通过电选或磁选将夹杂去除，合金粉末以重量计的组分为：C：0.8～1.6，Cr：1.0～2.6％，Mn： 0.2～1.8％，Si：0.1～1.5％，V：0.5～2.6％，余量为Fe；

步骤S2，将合金粉末在模具中压制成生坯；

步骤S3，将生坯进行真空烧结获得烧结坯。

其中，在步骤S1中，合金粉末放入草酸溶液中清洗2～5h，然后进行干燥。

其中，在步骤S1中，采用电选或磁选工艺去除清洗后的合金粉末中的杂质。

其中，在步骤S2中，合金粉末在200～860Mpa压力下压制成型。

其中，在步骤S3中，所述生坯是在分解氨气氛中烧结。

其中，在步骤S3中，烧结温度为1150～1280℃，烧结时间2～6h。

优选地，所述高碳铬轴承钢的制备方法还包括：

步骤S4，对所述烧结坯进行热处理，在800～950℃进行奥氏体化，然后油淬，再在160～200℃下回火，回火的保温时间为2～4h。