[发明专利]一种高性能的轴承钢及其生产方法

权利要求书

1.一种高性能的轴承钢，其特征在于，其各组分的质量百分比为C：0.98-1.02%、Mn：0.28-0.40%、Si：0.20-0.30%、Cr：1.42-1.50%、Mo≤0.10%、P≤0.010%、S≤0.010%、Cu≤0.20%、Ni≤0.32%、Ti≤0.0040%、Ni+Cu≤0.50%，其余为铁和不可避免的杂质。

2.一种高性能的轴承钢的生产方法，其步骤为：

步骤一、超高功率电弧炉冶炼，其中：

a）超高功率电弧炉冶炼的配料采用废钢加铁水的搭配模式，其中铁水的加入量占配料质量百分比40%以上，该废钢中的Mn、Si质量百分比为：Mn≤2.5%、Si≤1.2%；该铁水中各组分的质量百分比为C：2.3-2.8%、Cr：0.08-0.12%、Si：0.8-1.1%、Mn：0.20-0.35%、P≤0.15%、S≤0.05%、Ni≤0.40%、Cu≤0.20%，其余为铁和不可避免的杂质；

b）在冶炼过程中加入的合金和原辅材料都经过干燥或烘烤后使用，其中：石灰的存放时间不超过12h，运输时采用容器密封，使用前将石灰在695～705℃的温度下烘烤2h以上；还原期增碳使用S、P质量百分含量均小于0.05%的无锈生铁；

c）电弧炉出钢过程的钢包合金化过程中，采用Al-Si-Fe复合脱氧剂进行脱氧，并向钢中加入铬铁合金进行合金化，控制钢水中C、Cr、Si、P的质量百分比为：C：0.92-0.95%、Cr：1.27-1.32%、Si：0.14-0.16%、P≤0.015%；

d）出钢温度控制为1647～1653℃；

步骤二、LF精炼工艺：

将经过超高功率电弧炉冶炼后的钢水进行LF精炼，其中：

a）LF精炼采用底吹氩系统，氩流量在100～500L/min，供氩压力在0.2～0.4MPa，LF精炼炉的变压器容量为16～19MVA，升温速度为5～6℃/min；

b）采用强脱氧剂Al沉淀脱氧加SiC粉扩散脱氧的复合脱氧方式，其中：在LF炉精炼中后期，加入SiC粉；在LF炉精炼过程中或结束时，控制钢液温度＞1540℃时，喂入铝线进行脱氧，控制钢水中[Al]_S：0.015～0.030%，且在1.0～1.2MPa压力下吹氩搅拌2～3min，此过程中，加入铬铁、镍铁和钼铁合金进行合金化；

c）LF精炼渣的成分及质量百分含量为CaO：55-65%、MgO：3-7%、CaF₂：4-8%、SiO₂：8-20%、Al₂O₃：8-20%、FeO＜0.5%、Fe₂O₃＜0.5%、MnO＜1.0%，保持白渣时间≥20min；

d）控制LF精炼工艺出钢时钢水温度为1647℃～1654℃；

步骤三、VD精炼工艺：

经过LF精炼后的钢水进一步进行VD精炼操作，其中：

a）VD精炼进行处理的过程中，真空度＜1.0mba，真空状态的保持时间＞15min，总处理时间≥22min，破真空后吹Ar静搅时间≥10min，控制连铸前[H]小于2ppm，[N]小于50ppm；

b）Ar气供给制度为：精炼初期氩流量为100～150L/min，真空精炼时氩流量为50～80L/min，真空精炼后氩流量为30～50L/min；

c）VD精炼出钢温度应控制在1556～1563℃；

步骤四、连铸工艺：

经过VD精炼后的钢水进入连铸工序，其中：

a）钢水连铸的过热度控制为15～25℃；

b）连铸保护渣的成分包括CaO、SiO₂、Al₂O₃、MgO、Fe₂O₃、Na₂O、K₂O、Li₂O、CaF₂以及炭粒，上述成分需经混合、造块、烘干、入炉熔炼、冷却、破碎后使用，其中，CaO和SiO₂质量之和占保护渣总质量的64%～70%，碱度CaO/SiO₂的质量百分数之比为0.8～1.2；

c）连铸的二冷水量为0.425～0.475L/Kg，矫直时温度为950～1150℃，出矫直温度为920～1000℃。

3.根据权利要求2所述的一种高性能的轴承钢的生产方法，其特征在于：步骤四中所述的连铸保护渣的熔点为1080～1150℃，在1300℃时粘度为：0.30～0.50PaS，保护渣的成分为CaO：28-35%、SiO₂：29-39%、Al₂O₃：6-9%、Fe₂O₃：2-3%、Na₂O：0.8-3%、MgO：0.8-4%、CaF₂：1-3%、炭粒15-20%，炭粒粒度为32～54微米。