[发明专利]一种风电主轴轴承用钢

说明书

一种风电主轴轴承用钢，包括如下百分比的原料：C:0.96‑1.04％，Si：0.60‑0.70％，Mn:1.10‑1.20％，P≤0.015％，S≤0.002％，Cr:1.48‑1.58％，Al:0.010‑0.020％，Ti≤0.0015％，Ca≤0.005％，Cu≤0.03％，Ni≤0.03％，B:0.0005‑0.0015％，其余为Fe。本发明制备的轴承钢夹持物的含量低，洁净度高，同时利用轴承钢中的含钛，形成TiN，从而加入B元素，在防止BN析出的前提下，提高了风电轴承的切削加工性能。

技术领域

本发明属于风电主轴轴承制备领域，具体地说是一种风电主轴轴承用钢。

背景技术

主轴轴承作为风电机组的核心零部件，载荷复杂多变，可靠性及精度要求高，设计寿命需达到25年以上。由于技术难度大，国外品牌凭借技术和经验积累，长期占据国内大部分市场份额。主轴轴承是风电机组中单价最贵、技术壁垒较高的轴承。风电机组朝着大型化方向迅猛发展，给技术含量较高的主轴轴承国产化带来了不少的挑战。看似只是尺寸的放大，难度却呈几何级增加。大尺寸意味着更高的载荷，加上转速高、运行时间长，这些都要求必须对设计、材料、冷热处理工艺、检测、试验等进行全面升级，也对生产设备和检测设备提出更为苛刻的要求。材料的难点主要在于抗疲劳寿命，这与原材料中非金属夹杂物的类型、大小、分布有关。其中，脆性夹杂物以及大颗粒夹杂物对寿命的影响最大。且常用的含有硼钢在制备过程中会会有BN夹杂物析出，从而印象切削加工性能，因此，如何进一步提高轴承钢的洁净度，减小钢中夹杂物的含量仍是目前国内生产还存在较大技术难题。

发明内容

本发明提供一种风电主轴轴承用钢，用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种风电主轴轴承用钢，包括如下百分比的原料：C:0.96-1.04％，Si：0.60-0.70％，Mn:1.10-1.20％，P≤0.015％，S≤0.002％，Cr:1.48-1.58％，Al:0.010-0.020％，Ti≤0.0015％，Ca≤0.005％，Cu≤0.03％，Ni≤0.03％，B:0.0005-0.0015％，其余为Fe。

如上所述的一种风电主轴轴承用钢，其制备方法包括如下步骤：

步骤一：将原料送入电炉进行熔融，熔融完成后出钢，电炉出钢前终点C:0.10-0.30％，P≤0.009％，出钢前Ti≤0.0005％，出钢温度1650℃-1660℃，严禁带渣出钢，钢包双氩气透气砖。电炉出钢10t先加低钛工业纯硅120kg、及50-80kg低氮石墨增碳剂，30t时按照元素配比加入中锰、低钛高铬及渣料，渣料：低钛预熔精炼渣300-400kg/炉，根据渣况按照5-7Kg/t的量加入萤石，出钢3/4时全部加完。(到精炼成分控制要求：C:0.55-0.75％,Si：0.20-0.40％；Mn:0.70-1.00％；Cr:1.10-1.50％；P≤0.013％)。电炉出钢完毕后扒渣，扒渣尽量干净，扒渣后立即加入低钛预熔精炼渣200-300Kg，保证钢液不裸露；

步骤二：钢水扒渣后喂入Al线，根据钢中残Al含量，按照0.045-0.055％调加Al线。二次渣系配比按照：石灰700-800kg/炉(分批)，剩余低钛预熔精炼渣(保证渣总量在400-450kg/炉)，送电化渣,化渣过程可根据炉渣流动性加入萤石50-100kg调整渣况。采用低钛工业纯硅粉120-140kg、SiC粉末50-90kg扩散脱氧(使用TiO₂最低的辅料、分批缓慢使用)、碳粉≥90kg、分批使用，保持气氛，每次加入合金、辅料后或者炉门开启后，必须立即按照1-2Kg/t的量加入扩散脱氧剂进行脱氧，扩散脱氧剂必须使用充分，保证渣中TFe含量尽量降低，脱氧充分，脱S过程中，根据渣子流动性，可以按照5-7Kg/t的量加入萤石调整渣况，脱硫充分后，白渣保持时间大于30分钟，成分必须按照目标要求控制，精炼吊包温度1615-1620℃。倒渣后加入低钛预熔精炼渣80kg；