[发明专利]制作高碳铬轴承钢的方法

说明书

一种制作高碳铬轴承钢的方法，属于钢铁制造领域。该方法包括在钢水结晶过程分别进行首端电磁搅拌和末端电磁搅拌，且在钢水凝固的末端控制轻压下区间的总压下量。然后通过对铸坯进行加热炉加热，使铸坯的心部和表面温度均匀化，促进铸坯中的偏析组织得到有效扩散。铸坯出炉后直接进行轧制处理。示例中通过对钢水的凝结过程、铸坯的加热炉加热以及轧制过程进行选择性的调控，使所得钢的冷加工性能、热加工性能得到改善，同时还提高轴承的疲劳寿命。

技术领域

本申请涉及钢铁制造领域，具体而言，涉及一种制作高碳铬轴承钢的方法。

背景技术

高碳铬轴承钢的钢坯在冷却凝固时会发生结晶偏析，并且在热轧变形时沿轧制方向延伸形成碳化物富集带。这些碳化物富集带被称之为碳化物带状。碳化物带状的存在将会直接影响钢的冷、热加工性能，进而降低轴承的疲劳寿命。

对于碳化物带状的问题，目前主要是通过坯料的高温扩散处理抑制上述问题的发生。具体地，通过延长高温段的保温时间来改善碳化物带状。这种方法能改善带状质量，但是不能稳定控制碳化物带状级别，经常会出现高级别(≥3.0级)的碳化物带状，不能稳定满足高端客户≤2.5级，甚至≤2.0级的要求。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

基于上述的不足，本申请提供了一种制作高碳铬轴承钢的方法，以部分或全部地改善、甚至解决针对特定成分、特定截面规格的轴承钢，如何优化工艺，低成本、高效率的细化碳化物带状组织的问题。

本申请是这样实现的：

在第一方面，本申请的示例提供了一种制作高碳铬轴承钢的方法。该高碳铬轴承钢按质量百分比计的化学成分构成如下：C：0.95～1.05％，Si：0.15～0.35％，Mn：0.25～0.45％，P≤0.020％，S≤0.005％，Cu≤0.25％，Ni≤0.10％，Cr：1.35～1.65％，Ti≤0.0025％，O≤0.0007％，余量的Fe及不可避免的杂质。

其制作方法包括：

在结晶器中对钢水进行结晶，结晶过程中结合进行搅拌和轻压下操作以获得断面规格为280mm×280mm的铸坯，其中，搅拌操作限定如下：首端电磁搅拌器的搅拌电流为300±20A、搅拌频率为2.5±0.2Hz，末端电磁搅拌器的搅拌电流为400±20A、搅拌频率为5.0±0.3Hz，轻压下操作限定如下：在钢水凝固的末端控制轻压下区间的总压下量为12mm至16mm。

通过对铸坯进行加热炉加热，使铸坯的心部和表面温度均匀化而促进铸坯中的碳化物带状组织扩散，其中，铸坯加热的总时间为300min至460min，热处理过程中经历了时长为150min至280min、温度为1200℃至1260℃的高温段。

铸坯在加热炉加热后趁热进行6次粗轧处理，且每次轧制的压下率25％至40％。

上述工艺中，电磁搅拌能够改善消除结晶器内钢水的过热度、提高铸坯的等轴晶率，从而改善成品的性能，以得到良好凝固组织的铸坯。轻压下的操作则可消除或减轻凝固收缩形成中心孔隙，同时轻压下所产生的凝固壳挤压作用破坏了树枝间的搭桥，使凝固末端与液相穴上部保持联通有利于补偿，从而达到使中心结构致密，以消除或减轻铸坯中心疏松和中心偏析的目的。将轻压下的总量控制在上述范围可以避免压下量过大导致裂纹，而压下量太小使偏析的改善效果减小的情况。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的实施方式中，钢水的过热度控制为10℃至30℃。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第二种可能的实施方式中，钢水结晶过程中的拉速为0.85±0.1m/min。

结合第一方面或第一方面的第一种或第二种可能的实施方式，在本申请的第一方面的第三种可能的实施方中，在钢水结晶制作铸坯的过程中，比水量控制为0.24±0.02L/Kg。