[发明专利]一种大尺寸GCr15轴承钢棒材的高强韧轧制方法

说明书

本发明一种大尺寸GCr15轴承钢棒材的高强韧轧制方法涉及金属轧制领域，具体涉及一种大尺寸GCr15轴承钢棒材的高强韧轧制方法，包括以下步骤：将轧辊设置为多曲面类圆台形轧辊；四个轧辊沿轧制线圆周方向均布，四个轧辊围成的区域为变形区；变形区内椭圆度保持不变；轧制过程中，若是单道次轧制，则坯料棒材从轧辊大端送进变形区，若是多道次轧制，则第一道轧制时，坯料棒材从轧辊大端送进变形区，坯料棒材在变形区内螺旋前进，并从变形区另一端输出，实现变截面轧制。本发明四辊斜轧中轧辊与坯料棒材仅局部接触，接触面积小，成型载荷小，可以实现以较小的载荷成型大尺寸的超细晶GCr15棒材，实现GCr15的高强韧化。

技术领域

本发明涉及金属轧制领域，具体涉及一种大尺寸GCr15轴承钢棒材的高强韧轧制方法。

背景技术

GCr15轴承钢主要用来制作滚动轴承的零件，如滚动体和轴承套圈等。近年来，应用于航空工业的轴承的服役工况条件越来越恶劣（重载、高温、高速），所以对轴承钢的力学等性能提出更高要求，实现GCr15的高强韧化是提升其性能、扩大其应用范围的有效方法。目前，提高材料强韧性的方法有细晶强化、固溶强化、弥散强化和第二相强化等。其中，通过剧烈塑性变形细化晶粒尺寸已经获得越来越多的关注，被认为是最有效、最具前途，也是应用最广泛的超细晶材料的制备方法，通过对材料施加单次或多次的剪切应变，使材料内部的晶粒破碎、细化，缺陷密度增加，以此从各方面提高材料的性能，但其主流的五种方法，高压扭转（HPT）、等通道转角挤（ECAP）、累积叠轧（ARB）、多向锻造（MF）和扭转挤压（TE）现存在如下问题，高压扭转（HPT）、等通道转角挤（ECAP）成型载荷大，现有成型设备一般不具备工业化大尺寸制品的加载能力，故成品尺寸小；累积叠轧（ARB）变形渗透性差，仅能制备薄板；多向锻造（MF）变形均匀性差，有效变形区体积小；扭转挤压（TE）变形区为毫米级别，也无法制备大尺寸块体超细晶材料。

相关现有技术如下：

1 一种大尺寸45钢超细晶棒材的等距螺旋轧制方法【CN108480397B】

（1）选取直径尺寸D为40-150mm，长度为300-5000mm的45钢坯料；

（2）将上述45钢坯料放置加热炉内加热至860-1000℃；

（3）将加热后的45钢坯料从加热炉转运至斜轧机导料槽内，转运时间为5-20s；

（4）在斜轧机的导料槽内进行送料，45钢坯料在变形区内螺旋运动直至变形结束；

（5）重复上述S2-S4步骤，对45钢棒材进行2-12次螺旋轧制得到45钢整体超细晶棒材。

2 一种大尺寸45钢棒材的超细晶轧制方法【CN109807176B】

（1）轧制工具设计，具体包括轧辊设计和导板设计，将轧辊设置为双曲面类圆台形轧辊，具体为：轧辊的母线由两个曲线相连而成；将导板的一面设置为曲面；

（2）构造变形区：将两个所述导板曲面相对放置，两个轧辊放置在所述导板之间，两个导板和两个轧辊围成的区域为变形区；

（3）构造等椭圆度变形区：变形区内椭圆度保持不变，所述椭圆度为变形区同一横截面内，两个导板之间的最大距离和两个轧辊之间的距离之比；

（4）选取轧制进料方式：倒进式轧制方式，即轧制过程中坯料从轧辊的大端进入变形区；

（5）选材：选取直径60-500mm，长度300-15000mm的45钢坯料；

（6）轧制：两个轧辊分别绕其中心轴线转动，将坯料经过加热后，按照上述轧制进料方式将加热后的坯料送入变形区，坯料在变形区内螺旋前进，并从轧辊小端输出，实现变截面轧制，完成轧制过程后，进行坯料冷却。

3 一种降低GCr15轴承钢棒材碳化物网状级别的生产工艺方法【CN113699440A】

步骤一、连铸：采用中间包感应加热，两段电磁搅拌和轻、重压下工艺；

步骤二、连铸坯加热：采用热装工艺入炉；

步骤三、连铸坯轧制：轧制250mm方坯；