[发明专利]一种通过控轧控冷工艺缩短GCr15轴承钢球化退火时间的方法

说明书

本发明属于特殊钢加工技术领域，涉及一种通过控轧控冷工艺缩短GCr15轴承钢球化退火时间的方法。该方法包括轧制和退火的步骤，轧制步骤为：开轧温度为950～1000℃，终轧温度810～840℃，轧后冷速不小于15℃/s，水冷至200～630℃，当水冷后钢坯温度低于550℃时，将钢坯升温至550～630℃，随后等温2～10min后空冷或以0.1～3℃/s的冷速冷却至室温；当水冷后钢坯温度高于550℃时，将钢坯保温2～10min后空冷或以0.1～3℃/s的冷速冷却至室温。本发明所述的通过控轧控冷工艺缩短GCr15球化退火时间的方法，其热轧组织显著优化，球化退火工艺明显缩短，节省了能源，提高了生产效率。

技术领域

本发明属于特殊钢加工技术领域，具体涉及一种通过控轧控冷工艺缩短GCr15轴承钢球化退火时间的方法。

背景技术

GCr15轴承钢仍是目前应用最为广泛的高碳铬轴承钢，主要用于制造轴承的滚珠、滚柱和轴承套圈等。热轧态所形成的组织中主要为珠光体相和先共析渗碳体相，难于切削，为了改善切削性能，需要对其进行球化退火处理，退火过程中片层状的渗碳体会溶解成球状的渗碳体，经球化退火后的组织最理想的状态是铁素体基体中弥散分布着细小均匀的渗碳体颗粒。便于加工的同时，对最终产品的性能也会产生影响。

影响球化退火组织的因素不仅包括奥氏体化温度和奥氏体化时间，究其根本是由片层渗碳体厚度决定的，尤其是晶界的先共析渗碳体，若控制不准确，很容易形成尺寸较厚的渗碳体，甚至是网状渗碳体。目前对于网状渗碳体的控制轧制和控制冷却工艺已有相关研究，但抛开网状碳化物的问题，若能进一步控制晶界渗碳体的尺寸在一定范围内，对缩短奥氏体化时间非常有利，同时所形成的球化退火组织中的渗碳体颗粒更加细小、弥散、均匀，对轴承产品的加工质量，使用寿命和可靠性能具有积极的作用。

专利申请号CN201610750155，涉及一种控制大断面GCr15轴承钢网状碳化物析出的轧制方法，精轧工序中开轧温度为830～850℃；精轧后冷却速率为50～150℃/s，轧件冷却至550～670℃。该专利轧制温度较高，轧后冷却过程中，晶界碳化物不易控制，所需冷却速率大，对于大断面棒材，心部冷却速率小，所形成的晶界渗碳体尺寸较粗大，球化退火过程中难以消除；同时穿水后冷却温度较高，冷床堆冷过程中，容易形成粗大的晶界渗碳体，所需球化退火时间较长。

专利申请号CN201710411463，涉及一种GCr15轴承钢热轧后在线快速球化退火方法，该工艺将待轧试样加热到1000～1200℃，等温30～60min；在950～1000℃进行轧制，压下量为20％～30％；终轧温度为760～800℃，压下量为10％～25％；将轧后钢板在720～750℃进行等温处理，等温时间为3～5h；等温处理后，炉冷至600±20℃，空冷。该专利轧制温度较低，对变形抗力较大，对轧机强度要求高，同时影响轧机寿命；且球化退火时间较长，总用时6～10h，生产效率低。

专利申请号CN201810665068，一种GCr15轴承钢的在线临界球化退火方法，将热轧结束后的钢棒立即以10～25℃/s的速度水冷至550～650℃，随后以5～20℃/min加热至临界温度790～800℃进行保温，保温时间为1～3h，然后以1～3℃/min炉冷至710～730℃进行等温，等温120min后，以0.5～2.5℃/min炉冷至650～680℃，最后空冷至室温。该专利水冷至550～650℃，所形成的珠光体片层间距较大，同时在随后的加热过程中容易形成粗大的晶界渗碳体，因此需要在790～800℃保温较长时间，以溶解尺寸较大的渗碳体相。