[发明专利]一种高碳铬轴承钢的生产方法

说明书

本发明公开了一种高碳铬轴承钢的生产方法，包括以下步骤：连铸工序：生产优质铸坯，降低原始铸坯的偏析；铸坯分级工序：对原始铸坯进行酸洗处理和碳偏析检测，根据铸坯酸洗低倍评级结果和碳偏析指数选定高质量轧制用铸坯；加热工序：对选定的铸坯加热，铸坯高温段温度1200‑1240℃，铸坯中心高温段加热时间2‑5h，达到高温扩散时间要求后，在出钢前一段时间降低铸坯均热段温度，使铸坯形成内外温差；轧制工序：利用铸坯厚度方向的内外温差，使变形渗透至心部，最后一道次终轧温度控制在920‑980℃；控冷工序：在终轧机组后进行快速冷却。本发明降低了高碳铬轴承钢带状碳化物的宽度，细化了碳化物颗粒尺寸。

技术领域

本发明属于轴承钢冶金工艺技术领域，更为具体地，涉及一种高碳铬轴承钢的生产方法。

背景技术

高碳铬轴承钢是轴承制造中最常用的轴承钢，如常用的GCr15和GCr15SiMn。由于高碳铬轴承钢属于过共析钢，钢材在连续浇注凝固过程中因枝晶生长会形成元素偏析，在热轧变形时延伸而形成碳化物富集带，高碳铬轴承钢中带状碳化物的宽度及碳化物颗粒的尺寸显著影响轴承钢的疲劳寿命。

虽然目前连铸过程中广泛采用的低过热度浇铸、电磁搅拌、凝固末端轻压下等措施能够改善高碳铬轴承钢铸坯的偏析，后续热处理、轧制、冷却也有利于降低偏析，均匀组织，现有技术中也存在一些降低带状碳化物的方法，但并不能有效控制高碳铬轴承钢中带状碳化物宽度及碳化物颗粒尺寸。例如，专利CN108823385B中提出根据铸坯致密度检测结果匹配相应的加热时间以降低轴承钢带状，但未提及对带状有重要影响的偏析情况，而且根据铸坯检验结果反馈再调整前道连铸工序的工艺，具有滞后性。专利CN107385175B公开了一种降低GCr15轴承钢带状碳化物级别的变形方法，一方面规定的780-820℃的轧制温度较低，对轧制设备能力要求很高，且常规的轧制条件下，各道次孔型设计已经决定了坯料的变形量，不易灵活调整，另一方面该方法主要依靠最终的低温变形减少带状碳化物的宽度，但未消除大颗粒碳化物聚集的现象。专利CN112662934A依靠连铸和粗轧前几道次的大压下，并延长加热时间来降低轴承钢100Cr6碳化物带状组织，没有综合考虑后续轧制对带状碳化物的影响。专利CN110777300A公开了一种针对特定截面的GCr15轴承钢制作方法，其碳化物带状的控制重点放在前道工序连铸工艺参数设置与铸坯高温扩散工艺上。

发明内容

本发明提供一种高碳铬轴承钢的生产方法，能降低高碳铬轴承钢带状碳化物的宽度，并能细化碳化物颗粒的尺寸。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种高碳铬轴承钢的生产方法，包括以下步骤：

(1)连铸工序：采用低过热度浇铸、结晶器结合凝固末端电磁搅拌、拉速与轻压下相匹配的控制方法生产优质原始铸坯，降低原始铸坯的偏析；

(2)铸坯分级工序：对步骤(1)中的原始铸坯进行酸洗处理和碳偏析检测，根据铸坯酸洗低倍评级结果和碳偏析指数选定高质量轧制用铸坯，其中铸坯酸洗低倍评级结果包括铸坯中心疏松、中心偏析、缩孔三项指标；

(3)加热工序：对步骤(2)中选定的高质量轧制用铸坯进行加热，其中铸坯高温段温度控制在1200-1240℃，铸坯中心高温段加热时间控制在2-5h，达到高温扩散时间要求后，在出钢前一段时间降低铸坯均热段温度，使铸坯形成内外温差；

(4)轧制工序：对步骤(3)中加热后的铸坯采用高压水除磷后开轧，轧制时利用铸坯厚度方向的内外温差，使变形渗透至心部，最后一道次终轧温度控制在920-980℃；

(5)控冷工序：在终轧机组后进行快速冷却，得到符合要求的高碳铬轴承钢。

进一步地，步骤(2)的铸坯分级工序中：高质量轧制用铸坯依据GB/T 1979检测，其选定标准具体为：铸坯中心疏松≤2.0级、中心偏析≤2.0级、缩孔≤1.0级，碳偏析指数0.95-1.05。