[发明专利]一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法

说明书

本发明公开了一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法，涉及冶金特殊钢生产制造领域。本发明的一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法，所生产的轴承钢棒材中，C、Cr、Nb、Re的含量范围满足如下公式：1.7≤7.88(％C)+0.75(％Nb)+1.48(％Re)‑4.25(％C)(％Cr)≤1.8，利用各元素的复配协调作用，促使二次渗碳体析出的更加细小、弥散和均匀；通过成分设计、低温轧制和轧后快速冷却，抑制二次碳化物在晶界上的析出和聚集长大，以控制GCr15轴承钢棒材的碳化物网状级别≤1.0级，该方法适用于生产规格为Φ16～40mm的轴承钢棒材。

技术领域

本发明涉及冶金特殊钢生产制造领域，更具体地说是一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法。

背景技术

GCr15轴承钢主要是制造轴承滚动体、滚珠、滚柱和滚针等用钢。由于轴承一般都是在恶劣的工作环境中运作，在工作时承受着极大的压力和摩擦力，这就要求轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性、高的弹性极限。碳化物网状级别就是反应轴承钢均匀性的重要指标之一，碳化物网状是在过共析钢中沿奥氏体晶粒边界析出呈网络状分布的过剩二次碳化物，增加钢的脆性。随着碳化物网状级别的升高，热处理后轴承钢的脆性提高，冲击韧性、抗拉强度和抗弯强度显著下降，接触疲劳强度也会显著降低，这就会导致轴承在使用时会出现磨损不均匀，易于断裂，影响轴承使用寿命。根据研究，高碳铬轴承钢的碳化物网状升高1.0级，可使轴承寿命降低1/3。

经检索，关于解决上述的不足，目前已有相关专利公开。如，中国专利申请号为：201610150517.8、申请日为：2016年3月16日、授权公告日为：2017年10月30日，公开了一种轴承钢棒材网状碳化物的控制方法及实施该方法的装置，规格为Φ20～60mm的轴承钢棒材控制终轧温度为940～1000℃，轧后采用双冷区，冷却方式控制轴承钢棒材的冷速，使碳化物网状组织级别控制在1.0级以内。但其发明增加了控冷装置系统，增加了当前钢厂生产线的生产成本和生产难度。

又如中国专利申请号为：201310401556.7、申请日为：2013年9月6日、授权公告日为：2015年7月8日，公开了一种GCr15轴承钢盘条碳化物网状控制方法，其通过加热炉均热段温度控制在1200～1250℃，总在炉时间控制在10～14h，终轧温度≥950℃，线材温度控制在880～930℃，水冷冷却速度50～80℃/s，水冷时间10～50s，集卷温度在200～400℃。但该专利适用于较小规格GCr15轴承钢线材的碳化物网状控制，不适用于较大规格的GCr15轴承钢棒材碳化物网状的控制，且高温轧制的钢材组织较为粗大。

另外，目前国内钢厂生产的轴承钢碳化物网状均匀性较低，严重制约了国内高端轴承的发展，所需的高档轴承生产原料还需从瑞典、日本和德国等国家进口。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术中的GCr15轴承钢棒材碳化物网状的控制不适用于较大规格轴承钢棒材，本发明提出一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法，通过成分设计、低温轧制和轧后快速冷却，抑制了二次碳化物在晶界上的析出和聚集长大，降低了碳化物网状的级别，该方法适用于生产规格为Φ16～40mm的轴承钢棒材，以控制GCr15轴承钢棒材的碳化物网状级别≤1.0级，从而使生产的轴承具有高的耐磨性和高的接触疲劳寿命。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：