一种抗滚动疲劳轴承钢球及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗滚动疲劳轴承钢球，其各组分的重量百分比如下：C：1‑1.1％，Cr：1.4‑1.5％，Si：0.2‑0.4％，Mn：0.3‑0.5％，Ni：0.02‑0.04％，Mo：0.1‑0.15％，Nb：0.03‑0.04％，S≤0.02％，P≤0.02％和Al，余料为Fe；其中，满足“Al＝C‑16.5Nb”的表达式。本发明专利技术还公开了上述抗滚动疲劳轴承钢球的制备方法。本发明专利技术具有良好的硬度、耐磨性和抗滚动疲劳性。

Rolling resistant fatigue bearing steel ball and preparation method thereof

The invention discloses an anti fatigue rolling bearing steel ball, the weight percentage of each component is as follows: C:1 1.1% Cr:1.4 1.5%,, Si:0.2 0.4%, Mn:0.3 0.5%, Ni:0.02 0.04%, Mo:0.1 0.15%, Nb:0.03 0.04%, S = 0.02%, P = 0.02% and Al, the remainder is Fe; the in accordance with \Al = C 16.5Nb expression. The invention also discloses the preparation method of the steel ball with the anti rolling fatigue bearing. The invention has good hardness, abrasion resistance and rolling fatigue resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种抗滚动疲劳轴承钢球及其制备方法
本专利技术涉及钢球
，尤其涉及一种抗滚动疲劳轴承钢球及其制备方法。
技术介绍
轴承钢是特种钢产品中要求最为严格的产品，轴承工作条件十分恶劣，在工作时承受着极大的压力和摩擦力，所以要求轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性，以及高的弹性极限和高的抗滚动疲劳性能。因此需严格要求轴承钢的化学成分的均匀性、非金属夹杂物的含量和分布、碳化物的分布。目前，我国轴承钢球的性能较低，在使用过程中容易在钢球表面或内部产生裂纹，导致钢球的抗滚动疲劳性能低下，因此需要提供新的轴承钢球，来提高轴承钢球的性能。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种抗滚动疲劳轴承钢球及其制备方法，本专利技术通过各元素以合适比例相互配合，并以合适的球化退火工艺，阻止网状碳化物形成，促进球状碳化物的形成并均匀分布，使得本专利技术具有良好的加工性、韧性、抗裂性，并配以合适的热处理工艺，使得本专利技术内部组织均匀，从而大大增加本专利技术的硬度、耐磨性和抗滚动疲劳性。本专利技术提出的一种抗滚动疲劳轴承钢球，其各组分的重量百分比如下：C：1-1.1％，Cr：1.4-1.5％，Si：0.2-0.4％，Mn：0.3-0.5％，Ni：0.02-0.04％，Mo：0.1-0.15％，Nb：0.03-0.04％，S≤0.02％，P≤0.02％和Al，余料为Fe；其中，满足“Al＝C-16.5Nb”的表达式。优选地，其各组分的重量百分比如下：C：1.03-1.07％，Cr：1.42-1.48％，Si：0.25-0.35％，Mn：0.35-0.45％，Ni：0.025-0.035％，Mo：0.11-0.13％，Nb：0.032-0.038％，S≤0.02％，P≤0.02％和Al，余料为Fe。优选地，其各组分的重量百分比如下：C：1.05％，Cr：1.45％，Si：0.3％，Mn：0.4％，Ni：0.03％，Mo：0.12％，Nb：0.035％，S≤0.02％，P≤0.02％和Al，余料为Fe。本专利技术还提出了上述抗滚动疲劳轴承钢球的制备方法，包括如下步骤：S1、熔炼：取废钢熔炼，加入碳、铬、硅、锰、镍、钼、铌、铝，粗炼，精炼，出炉浇铸得到满足上述成分的铸锭；S2、球化退火：取S1中得到的铸锭，进行轧制，然后调节温度至840-860℃，保温20-40min，降温至740-760℃，保温40-60min，接着升温至810-830℃，保温40-60min，降温至690-710℃，保温1-2h，降温至640-650℃，空冷至室温，冷镦，光磨得到中间钢球；S3、热处理：取S2中得到的中间钢球，淬火冷却至室温，升温至250-270℃，保温6-8h，冷却至室温，硬磨，初研，精研得到抗滚动疲劳轴承钢球。优选地，在S2中，轧制的终轧温度为880-900℃。优选地，在S2中，取S1中得到的铸锭，进行轧制，然后调节温度至840-860℃，保温20-40min，以3-5℃/min的速度降温至740-760℃，保温40-60min，接着以3-5℃/min的速度升温至810-830℃，保温40-60min，以15-20℃/s的速度降温至690-710℃，保温1-2h，以10-15℃/s的速度降温至640-650℃，空冷至室温，冷镦，光磨得到中间钢球。优选地，在S3中，淬火温度为830-850℃。本专利技术通过增加C含量，来增加本专利技术的耐磨性和硬度，并配合适含量的Cr，来进一步增加本专利技术的硬度，并通过Ni、Mo相互配合，增加本专利技术的韧性，和抗裂性能；通过限定Al＝C-16.5Nb的关系式，C、Nb、Al以合适比例配比，使得在球化退火过程中，Nb对C原子产生很强的拖拽作用，并且Nb、Al配合，降低珠光体形变温度，减小珠光体片层间距，Nb可以形成Nb(C，N)析出，在珠光体相变过程中，阻止C的长程扩散，从而减小珠光体的片层间距，从两方面作用达到细化珠光体的作用，并与适量Al配合，进一步细化珠光体片间距，增加强韧性；Nb与Al配合，降低珠光体形变温度，加快球化进程，缩短球化时间，增加形变储能，从而促进C在钢中均匀扩散，并配合NbC可以改变铁素体和渗碳体之间的界面能，使珠光体产生离异共析，变得不规则，使得网状碳化物更加破碎，从而促进球化退火时形成球状渗碳体并在钢球内部均匀分散，通过循环球化退火工艺，并配合Nb、Al、C的作用，大大缩短了球化退火的时间，使得碳化物球化完全并均匀分布在钢球中，从而大大增加本专利技术的加工性能、韧性和抗裂性能；另外Al、Nb可以形成细小的碳化物和氮化物，配合Cr元素，达到阻止球状碳化物长大，细化晶粒的作用，从而进一步增加本专利技术的机械性能；通过选用合适的淬火温度，使得碳化物固溶进入奥氏体，增加本专利技术的硬度和强度，并通过淬火、回火，增加本专利技术的强度、韧性，消除残余应力，增加本专利技术的抗裂性；本专利技术通过各元素以合适比例相互配合，并以合适的球化退火工艺，阻止网状碳化物形成，促进球状碳化物的形成并均匀分布，使得本专利技术具有良好的加工性、韧性、抗裂性，并配以合适的热处理工艺，使得本专利技术内部组织均匀，从而大大增加本专利技术的硬度、耐磨性和抗滚动疲劳性。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1一种抗滚动疲劳轴承钢球，其各组分的重量百分比如下：C：1.05％，Cr：1.45％，Si：0.3％，Mn：0.4％，Ni：0.03％，Mo：0.12％，Nb：0.035％，S：0.015％，P：0.015％，Al：0.473％，余料为Fe。上述抗滚动疲劳轴承钢球的制备方法，包括如下步骤：S1、熔炼：取废钢熔炼，加入碳、铬、硅、锰、镍、钼、铌、铝，粗炼，精炼，出炉浇铸得到满足上述成分的铸锭；S2、球化退火：取S1中得到的铸锭，进行轧制，然后调节温度至850℃，保温30min，降温至750℃，保温50min，接着升温至850℃，保温50min，降温至700℃，保温1.5h，降温至645℃，空冷至室温，冷镦，光磨得到中间钢球；S3、热处理：取S2中得到的中间钢球，淬火冷却至室温，升温至260℃，保温7h，冷却至室温，硬磨，初研，精研得到抗滚动疲劳轴承钢球。实施例2一种抗滚动疲劳轴承钢球，其各组分的重量百分比如下：C：1％，Cr：1.5％，Si：0.2％，Mn：0.5％，Ni：0.02％，Mo：0.15％，Nb：0.03％，S：0.02％，P：0.02％，Al：0.505％，余料为Fe。上述抗滚动疲劳轴承钢球的制备方法，包括如下步骤：S1、熔炼：取废钢熔炼，加入碳、铬、硅、锰、镍、钼、铌、铝，粗炼，精炼，出炉浇铸得到满足上述成分的铸锭；S2、球化退火：取S1中得到的铸锭，进行轧制，然后调节温度至860℃，保温20min，以5℃/min的速度降温至740℃，保温60min，接着以3℃/min的速度升温至830℃，保温40min，以20℃/s的速度降温至690℃，保温2h，以10℃/s的速度降温至650℃，空冷至室温，冷镦，光磨得到中间钢球，其中，轧制的终轧温度为880℃；S3、热处理：取S2中得到的中间钢球，淬火冷却至室温，升温至270℃，保温6h，冷却至室温，硬磨，初研，精研得到抗滚动疲劳轴承钢球，其中，淬火温度为850℃。实施例3一种抗滚动疲劳轴承钢球，其各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗滚动疲劳轴承钢球，其特征在于，其各组分的重量百分比如下：C：1‑1.1％，Cr：1.4‑1.5％，Si：0.2‑0.4％，Mn：0.3‑0.5％，Ni：0.02‑0.04％，Mo：0.1‑0.15％，Nb：0.03‑0.04％，S≤0.02％，P≤0.02％和Al，余料为Fe；其中，满足“Al＝C‑16.5Nb”的表达式。

【技术特征摘要】
1.一种抗滚动疲劳轴承钢球，其特征在于，其各组分的重量百分比如下：C：1-1.1％，Cr：1.4-1.5％，Si：0.2-0.4％，Mn：0.3-0.5％，Ni：0.02-0.04％，Mo：0.1-0.15％，Nb：0.03-0.04％，S≤0.02％，P≤0.02％和Al，余料为Fe；其中，满足“Al＝C-16.5Nb”的表达式。2.根据权利要求1所述抗滚动疲劳轴承钢球，其特征在于，其各组分的重量百分比如下：C：1.03-1.07％，Cr：1.42-1.48％，Si：0.25-0.35％，Mn：0.35-0.45％，Ni：0.025-0.035％，Mo：0.11-0.13％，Nb：0.032-0.038％，S≤0.02％，P≤0.02％和Al，余料为Fe。3.根据权利要求1或2所述抗滚动疲劳轴承钢球，其特征在于，其各组分的重量百分比如下：C：1.05％，Cr：1.45％，Si：0.3％，Mn：0.4％，Ni：0.03％，Mo：0.12％，Nb：0.035％，S≤0.02％，P≤0.02％和Al，余料为Fe。4.一种如权利要求1-3任一项所述抗滚动疲劳轴承钢球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、熔炼：取废钢熔炼，加入碳、铬、硅、锰、镍、钼、铌、铝，粗炼，精炼，出炉浇铸得到满足上述成分的铸...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴水金，
申请(专利权)人：芜湖市永帆精密模具科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34