轴承钢网状碳化物和带状碳化物的控制方法以及轴承钢技术

本发明专利技术的轴承钢网状碳化物和带状碳化物的控制方法以及轴承钢，控制轴承钢热轧时精轧道次的温度，使其在830-870℃范围内，避免碳化物大量析出，然后利用冷却设备对终轧后的棒材进行水冷，使其快速通过700-850℃温度范围，强烈抑制碳化物的析出，增加珠光体中渗碳体的比例。同时，水冷后棒材温度控制在600℃-650℃之间，避免生成贝氏体或马氏体组织，经生产验证，该方法对减少轴承钢网状碳化物和带状碳化物的形成效果显著，使得轴承钢中网状碳化物的评级从GB/T18254中的3级以上降至2级或3级，碳化物的金相形态为半网状或质点状；轴承钢带状碳化物的评级达到GB/T18254中的1级。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一种轴承钢网状碳化物和带状碳化物的控制方法，属于轴承钢生产制造

技术介绍
碳化物是轴承钢的重要组成相，晶粒细小的碳化物具有耐磨、能够抑制晶粒长大的作用，并且其能够吸收合金元素使轴承钢热处理后获得优良的力学性能，但是在现实生产中，受到生产工艺水平的限制，生产厂家往往无法很好的抑制碳化物的偏析和长大，造成粗大的网状碳化物和带状碳化物在轴承钢中大量分布，使轴承零件在热处理过程中产生淬火裂纹，并且在使用过程中因处于表皮的碳化物的剥落而降低了耐磨性。因此，碳化物的控制已经成为高标准轴承生产企业（例斯凯孚、恩斯克、人本）对下游供应商认证和原料采购的重要指标之一。现有轴承钢的生产工艺中，轴承钢轧制的过程温度通常不加以控制，并且轧后采取自然空冷的模式。在此缓慢冷却的过程中，随着温度的不断降低，溶解在单向奥氏体区的二次渗碳体开始从奥氏体中析出，由于晶界处所需能量较小，渗碳体一般沿着奥氏体晶界长大而呈网状分布，而在轧制方向上，碳化物会受到挤压而形成条带状。因此，在轴承钢的生产中，如何抑制温度，降低过程中二次渗碳体的析出量，从而控制轴承钢中网状碳化物和带状碳化物的分布情况，是现有技术中还没有解决的技术难题。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有轴承钢生产工艺导致轴承钢易于产生裂纹且耐磨性下降的技术问题，从而提供一种可以降低轴承钢的裂纹且提高其耐磨性的轴承钢网状碳化物和带状碳化物的控制方法。为此，本专利技术提供一种轴承钢网状碳化物和带状碳化物的控制方法，包括控制终轧温度在830℃-870℃范围内；控制水冷时间以及水冷后钢坯温度，使得钢坯3-7秒内通过700℃-850℃的温度区间，并将钢坯水冷后温度控制在600-650℃之间。根据钢坯直径，采用强弱交替的多段穿水冷却工艺控制冷却时间以及冷却后钢坯的温度。钢坯直径在≥70mm且＜90mm时，至少经过三段穿水冷却，其中，第一段穿水冷却采用强冷，第二段穿水冷却采用弱冷，第三段穿水冷却采用强冷，第三段穿水冷却的强度弱于第一段穿水冷却的强度。钢坯直径在≥90mm且＜110mm时，至少经过三段穿水冷却，其中，第一段穿水冷却采用强冷，第二段穿水冷却采用弱冷，第三段穿水冷却采用强冷，第三段穿水冷却的强度与第一段穿水冷却的强度相同。钢坯直径在≥110mm且＜140mm时，至少经过四段穿水冷却，其中，第一段穿水冷却采用强冷，第二段穿水冷却采用弱冷，第三段穿水冷却采用中强冷，第四段穿水冷却采用强冷，其中，第四段穿水冷却的强度与第一段穿水冷却的强度相同，第三段穿水冷却的强度弱于第四段穿水冷却的强度。相对而言，直径大的钢坯的第一段穿水冷却的强度大于直径小的钢坯的第一段穿水冷却的强度。通过控制穿水冷却装置的阀门开启程度控制穿水冷却的强弱。对水冷后钢坯的进一步冷却方式进行控制，水冷后待钢坯回温后采用喷雾冷却的方式对所述钢坯进行降温冷却。在所述降温冷却后，将所述钢坯分散放置到冷床上进行10～12分钟的空冷。在所述空冷后，将所述钢坯叠放后进行罩冷。控制终轧之前的开轧温度在1060-1120℃范围内。控制开轧之前的加热炉中各工艺段的温度，其中，控制预热段的温度≤850℃，控制加热段的温度在1105-1155℃范围内，控制均热段的温度在1180-1220℃范围内。本专利技术还提供一种轴承钢，生产过程中，采用上述任一项所述的控制方法控制网状碳化物，其中，轴承钢中网状碳化物的评级达到GB/T18254评级中3级以下。本专利技术还提供一种轴承钢，生产过程中，采用上述任一项所述的控制方法控制带状碳化物，其中，轴承钢中带状碳化物的评级达到GB/T18254评级中2级以下。本专利技术提供的轴承钢网状碳化物和带状的控制方法，具有以下优点：1.本专利技术的轴承钢网状碳化物和带状碳化物的控制方法，控制轴承钢热轧时精轧道次的温度，使其在830-870℃范围内，避免碳化物大量析出，然后利用冷却设备对终轧后的棒材进行水冷，使其快速通过700-850℃温度范围，强烈抑制碳化物的析出，增加珠光体中渗碳体的比例。同时，水冷后棒材温度控制在600-650℃之间，避免生成贝氏体或马氏体组织，经生产验证，该方法对减少轴承钢网状碳化物和带状碳化物的形成效果显著，使得轴承钢中网状碳化物的评级达到GB/T18254评级中的3级以下，轴承钢中碳化物的金相形态为半网状或质点状；轴承钢中带状碳化物的评级达到GB/T18254评级中的2级以下。2.本专利技术的轴承钢网状碳化物和带状碳化物的控制方法，改变以往在精轧之前进行冷却的方式，在精轧后设置冷却步骤，并且冷却方式一改现有技术中采用单一水冷或者空冷的冷却方式，将强冷和弱冷交替进行，强冷可以保证钢坯表面温度迅速减低，弱冷可以使得钢坯芯部的温度逐渐扩散到表面，随后再进行强冷，使得热量快速散出，根据实际需要，强冷和弱冷可以交替进行多次，强弱冷相结合的穿水冷却方式使得在较短的时间内钢坯芯部的温度和表面的温度即趋于一致，从而确保了钢坯力学性能的均匀性，且提高了生产效率。3.本专利技术的轴承钢网状碳化物和带状碳化物的控制方法，根据钢坯直径，采用不同段数和不同强度的穿水冷却方式，直径在110mm以下的钢坯，经过三段穿水冷却，直径大于110mm而小于140mm的钢坯，经过四段穿水冷却，其中，第一段穿水冷却采用强冷，第二段穿水冷却采用弱冷，第三段穿水冷却采用强冷。精轧之后的钢坯温度较高，在第一段穿水冷却时采用强冷的方式，使得钢坯的表面温度迅速降低，由于热量的传递作用，表面温度降低之后，芯部热量逐渐向表面传递，为了使得芯部热量尽可能多的传递到表面，在第二段穿水冷却中采用弱冷的方式，弱冷之后，热传递使得表面温度有所升高，再次通过强冷方式快速冷却表面，从而使得表面热量被迅速带走，此时，热传递使得表面温度和芯部温度趋于一致，从而确保了力学性能的均匀性。4.本专利技术的轴承钢网状碳化物和带状碳化物的控制方法，通过控制阀门开启程度可以控制水流量，进而控制穿水冷却的强弱程度，该种控制方式非常简便，在阀门开启一定长度后，将钢坯穿入水中进行穿水处理，钢坯在穿水过程中，其表面被全方位冷却，确保了表面冷却的均匀性。5.本专利技术的轴承钢网状碳化物和带状碳化物的控制方法，在所述冷却步骤中，待钢坯回温后采用喷雾冷却的方式对所述钢坯进行降温冷却。喷雾冷却的方式是对穿水冷却的有利补充，通过喷雾冷却可以使得芯部的热量进一步扩散到表面，更加确保了芯部与表面温度的一致性。6.本专利技术的轴承钢网状碳化物和带状碳化物的控制方法，在所述降温冷却后，将所述钢坯分散放置到冷床上进行10～12分钟的空冷。在喷雾冷却后，将钢坯分散放置到冷床上进行空冷，可以进一步补充喷雾冷却，使得表面热量进一步散失。7.本专利技术的轴承钢网状碳化物和带状碳化物的控制方法，所述空冷后，将所述钢坯叠放后进行罩冷。罩冷是环冷的一种方式，为了避免上述冷却过程过快而对钢坯组织性能造成的不利影响，将所述钢坯叠放后进行罩冷，在经过穿水冷却、喷雾冷却以及空冷等冷却方本文档来自技高网...

【技术保护点】
轴承钢网状碳化物和带状碳化物的控制方法，其特征在于：包括控制终轧温度在830℃‑870℃范围内；控制水冷时间以及水冷后钢坯温度，使得钢坯3‑7秒内通过700℃‑850℃的温度区间，并将钢坯水冷后温度控制在600℃‑650℃之间。

【技术特征摘要】
1.轴承钢网状碳化物和带状碳化物的控制方法，其特征在于：包括
控制终轧温度在830℃-870℃范围内；
控制水冷时间以及水冷后钢坯温度，使得钢坯3-7秒内通过700℃-850℃的温度区间，并将钢坯水冷后温度控制在600℃-650℃之间。
2.根据权利要求1所述的轴承钢网状碳化物和带状碳化物的控制方法，其特征在于：根据钢坯直径，采用强弱交替的多段穿水冷却工艺控制冷却时间以及冷却后钢坯的温度。
3.根据权利要求1或2所述的轴承钢网状碳化物和带状碳化物的控制方法，其特征在于：
钢坯直径在≥70mm且＜90mm时，至少经过三段穿水冷却，其中，第一段穿水冷却采用强冷，第二段穿水冷却采用弱冷，第三段穿水冷却采用强冷，第三段穿水冷却的强度弱于第一段穿水冷却的强度。
4.根据权利要求1或2所述的轴承钢网状碳化物和带状碳化物的控制方法，其特征在于：
钢坯直径在≥90mm且＜110mm时，至少经过三段穿水冷却，其中，第一段穿水冷却采用强冷，第二段穿水冷却采用弱冷，第三段穿水冷却采用强冷，第三段穿水冷却的强度与第一段穿水冷却的强度相同。
5.根据权利要求1或2所述的轴承钢网状碳化物和带状碳化物的控制方法，其特征在于：
钢坯直径在≥110mm且＜140mm时，至少经过四段穿水冷却，其中，第一段穿水冷却采用强冷，第二段穿水冷却采用弱冷，第三段穿水冷却采用中强冷，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵文贵，崔冕，周志伟，刘栋林，徐益峰，俞杰，
申请(专利权)人：北大方正集团有限公司，苏州苏信特钢有限公司，江苏苏钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11