[发明专利]一种减轻GCr15轴承钢脱碳层深度的加热方法

说明书

技术领域

本发明属于金属冶炼加工技术领域，涉及一种加热方法，具体的说是一种减轻GCr15轴承钢脱碳层深度的加热方法。

背景技术

钢在轧制过程中需将轧坯在加热炉中高温长时间保温，使轧坯的温度均匀化和偏析元素的均匀化，但伴随着加热温度和保温时间的延长，最终造成钢坯表面出现氧化和脱碳。钢表面出现脱碳层会降低GCr15轴承钢的表面硬度、强度，对其疲劳寿命也有非常重要的影响，在国家的相关技术标准中也对轴承钢的脱碳层厚度提出了严格的要求，为了提高其耐磨性能和疲劳性能，脱碳层深度尽量小于0.3mm。

在高碳钢的加热过程中，防止钢坯脱碳一直是冶金工作者要解决的技术难题。目前的加热炉内控制其脱碳层厚度的方式，大都采用控制加热温度和保温时间来减少脱碳层厚度，陈永在《钢铁钒钛》2002年第二期“降低钢轨脱碳层深度的研究”中指出，加热时间越长，温度越高，钢轨的脱碳层越深。另外中国专利CN105483602A将步进炉采用三段加热，减小了重轨脱碳层深度。中国专利CN100560749C提供了一种防止高碳带钢坯脱碳的加热方法，在预热段、加热段、和均热段采用微正压、弱氧化性气氛加热钢坯使脱碳层深度控制在较浅的范围内。

以上方法虽然都能减小脱碳层厚度，但也都有一定的局限性。采用控制加热温度和保温时间能对脱碳层厚度进行一定量的控制，但会由于加热时间的不足使成品的综合力学性能不好；阶段加热，钢坯加热缓慢，浪费能源，影响生产效率；微正压，弱氧化性气氛，浪费能源，使钢坯加热缓慢，增加生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种减轻GCr15轴承钢脱碳层深度的加热方法，在有效缩短加热时间的同时，减轻了脱碳层深度。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种减轻GCr15轴承钢脱碳层深度的加热方法，包括以下步骤：

㈠将连铸方坯放入保温炉中进行保温，保温时间为30分钟，保温温度为500-600℃，使连铸坯的温度达到500-600℃；

㈡将步骤㈠的保温方坯热装入步进梁式加热炉，分4段加热：不供热段温度为680-880℃；预热段为850-1020℃；加热段分为两段，加热一段温度为1100-1190℃，加热时间35-90min，加热二段温度为1180-1220℃；均热段分为两段，均热一段温度为1180-1220℃，均热二段温度为1170-1210℃；加热二段开始到均热二段结束的加热时间为130-180min；

㈢加热炉内通入氧气，预热段氧气流量为80000-90000m³/h，氧气压力为8-9bar，均热段的氧气流量为140000-150000m³/h，氧气压力为14-15bar。

这样，本发明采用保温的连铸方坯进加热炉，采用多段加热，有效的缩短了在炉时间；通过采用分段加热，科学的设定加热温度，加热时间，并采用强氧化性气氛氧化，以及高温氧化，阻止C原子的进一步扩散，使脱碳层厚度得以减轻，脱碳层深度军控制在小于0.3mm的范围内，达到减轻脱碳的目的。

具体实施方式

实施例1

本实施例是一种减轻GCr15轴承钢脱碳层深度的加热方法，包括以下步骤：

㈠将连铸方坯放入保温炉中进行保温，保温时间为30分钟，保温温度为500-510℃，使连铸坯的温度达到500-510℃；

㈡将步骤㈠的保温方坯热装入步进梁式加热炉，分4段加热：不供热段温度为680-685℃；预热段为850-860℃；加热段分为两段，加热一段温度为1100-1110℃，加热时间80-90min，加热二段温度为1180-1185℃；均热段分为两段，均热一段温度为1180-1185℃，均热二段温度为1170-1175℃；加热二段开始到均热二段结束的加热时间为170-180min；

㈢加热炉内通入氧气，预热段氧气流量为80000m³/h，氧气压力为8bar，均热段的氧气流量为140000m³/h，氧气压力为14bar。

本实施例在预热段使用保温方坯，有效缩短了加热时间，节省了能源消耗，采用多段加热和强氧化性气氛，减轻了脱碳层深度，经验证发现，采用本实施例的脱碳控制技术后，实际脱碳层厚度都在0.3左右，满足了相关企业对脱碳层深度控制的标准。

实施例2

本实施例是一种减轻GCr15轴承钢脱碳层深度的加热方法，包括以下步骤：