[发明专利]一种大规格长寿命高碳轴承钢棒材及其制备方法

说明书

本发明提供了一种大规格长寿命高碳轴承钢棒材及其制备方法，属于轴承钢领域。化学组成包括：0.93～1.05wt％C，1.20～1.80wt％Cr，0.02～0.15wt％Mo，0.02～0.15wt％Nb，0.02～0.15wt％V，0.02～0.15wt％Zr，其中Nb、V、Mo和Zr的总量要求0.05wt％≤Nb+V+Mo+Zr≤0.30wt％，余量的铁及其他不可避免的杂质。本发明通过将轴承钢进行Nb、V、Mo和Zr微合金化添加，大幅细化原始奥氏体组织与碳化物尺寸，实现本发明的大规格轴承钢的接触疲劳寿命的大幅提升，满足大型轴承对大规格轴承钢棒材质量与寿命要求。

技术领域

本发明涉及轴承钢技术领域，尤其涉及一种大规格长寿命高碳轴承钢棒材及其制备方法。

背景技术

高碳轴承钢是制造轴承的主要材料，占到轴承钢产销量的80％以上，是制造轴承必不可少的关键基础材料。但是由于传统轴承钢疲劳寿命随着轴承钢尺寸规格增大疲劳寿命大幅降低，特别是轴承钢棒材规格超过60mm后，轴承钢的接触疲劳寿命成倍降低。为了保证轴承寿命提升与高可靠性，国内外仅仅对中小规格棒材提出冶金质量要求，而对于直径超过60mm的轴承钢棒材则无法保证质量与寿命要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种大规格长寿命高碳轴承钢棒材及其制备方法。本发明的高碳轴承钢具有规格大和疲劳寿命高，能够满足高端装备对大规格、长寿命、高可靠性和低成本轴承钢组织性能需求。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种大规格长寿命高碳轴承钢棒材，化学组成包括：0.93～1.05wt％C，1.20～1.80wt％Cr，0.02～0.15wt％Mo，0.02～0.15wt％Nb，0.02～0.15wt％V，0.02～0.15wt％Zr，其中Nb、V、Mo和Zr的总量要求0.05wt％≤Nb+V+Mo+Zr≤0.30wt％，余量的铁及其他不可避免的杂质。

优选地，所述化学组成还包括Si、Mn、Ni和Cu，所述Si≤0.65wt％，Mn≤0.65wt％，Ni≤0.30wt％，Cu≤0.25wt％，且所述Si、Mn、Ni和Cu的含量均不为0。

优选地，所述大规格长寿命高碳轴承钢棒材的直径为61～150mm，从开坯到成材的轴承钢的总热变形不低于4。

本发明还提供了上述技术方案所述的大规格长寿命高碳轴承钢棒材的制备方法，包括以下步骤：

将原料进行冶炼，得到钢锭；

将所述钢锭依次进行均匀化处理和棒材成型，得到棒材；

将所述棒材依次进行球化退火、淬火和回火，得到所述大规格长寿命高碳轴承钢棒材。

优选地，所述冶炼的方式为电渣冶炼、双真空冶炼、炉外精炼或真空感应炉冶炼。

优选地，所述均匀化处理的温度为1050～1250℃，保温时间为2～30小时。

优选地，所述球化退火的过程包括：将所述棒材在800～860℃进行保温0.5～12小时后，冷却到680～740℃进行0.5～12小时保温处理，最后空冷到室温。

优选地，所述淬火的温度为820～860℃，保温时间为0.10～1.0小时；所述淬火的冷却方式为油淬。

优选地，所述回火的温度为130～200℃，保温时间为0.5～3.5小时；所述回火的冷却方式为空冷。

优选地，所述棒材成型的加工方式为热锻或热轧，所述热锻或热轧的温度独立地为1150～1200℃。