一种轴承钢及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种轴承钢，由以下质量百分比组分组成：0.5‑1％C、0.1‑0.3％Mn、0.01‑0.1％Pb、0.2‑0.5％Si、0.1‑0.5％Al、1.1.‑1.3％Cr、0.01‑0.05％S、0.03‑0.1％W、0.01‑0.5％V，余量由Fe及不可避免的杂质构成。本发明专利技术还公开了该轴承钢的制备方法：(1)熔炼：将Fe粉加入到高频感应熔炼炉中融化，待炉内的温度升至1300‑1400℃，按以下顺序加入C、Mn、Pb和Si，保温20‑30min，继续升温，待温度升至1550‑1650℃后，加入Al、Cr、S、W和V，保温30‑40min，得合金液；(2)将合金液转移至精炼炉中，进行脱氧、排渣处理，迅速降温至1200‑1300℃，进行浇铸，表面淬火处理，得成品。该轴承钢具有优异的力学性能，可用于汽车、大型机械。

Bearing steel and its preparation method

The invention discloses a bearing steel, consists of the following components: 0.5 mass percent 1%C, 0.1 0.3%Mn, 0.01 0.1%Pb, 0.2 0.5%Si, 0.1 0.5%Al, 1.1. 1.3%Cr, 0.01 0.05%S, 0.03 0.1%W, 0.01 0.5%V, the remainder comprising Fe and inevitable impurities form. The invention also discloses a preparation method of the bearing steel: (1): Fe melting powder to melt high frequency induction melting furnace, the furnace temperature rose to 1300 1400 DEG C, adding Pb and Si, Mn, C in the following order, holding 20 30min, continues to heat up, when the temperature rose 1550 1650 DEG C, adding Al, Cr, S, W and V, 30 insulation 40min, alloy liquid; (2) will be transferred to the molten alloy refining furnace, oxygen, slag processing, rapid cooling to 1200 DEG C for 1300, casting, surface hardening, finished product. The bearing steel has excellent mechanical properties and can be used in automobiles and large machinery.

【技术实现步骤摘要】
一种轴承钢及其制备方法
本专利技术涉及钢及其制备方法，特别涉及一种轴承钢及其制备方法。
技术介绍
轴承钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性，以及高的弹性极限。对轴承钢的化学成分的均匀性、非金属夹杂物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分严格，是所有钢铁生产中要求最严格的钢种之一。目前常用的轴承钢多为高碳铬轴承钢，其中含碳量为1％左右，含铬量为1.5％左右。滚动疲劳寿命是轴承钢的重要指标之一，但是滚动疲劳效应通常因为钢铁中的非金属夹杂物或者共晶碳化物而降低。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术提供一种轴承钢及其制备方法，增加轴承钢的均匀性、硬度、耐磨性及轴承钢耐高温性能。技术方案：本专利技术所述一种轴承钢，其特征在于：由以下质量百分比组分组成：0.5-1％C、0.1-0.3％Mn、0.01-0.1％Pb、0.2-0.5％Si、0.1-0.5％Al、1.1-1.3％Cr、0.01-0.05％S、0.03-0.1％W和0.01-0.5V％，余量由Fe及不可避免的杂质构成。C的存在才可对钢铁进行热处理，调节和改变钢铁的力学性能，当C在一定范围时，提高C的含量可以提高钢的硬度和强度，但含量过高，钢的韧性和塑性下降，本专利技术选用0.5-1％C，可以很好的提高钢的硬度和强度，在该范围内，钢的韧性和塑性良好，本专利技术中的C主要以化合碳的形式存在。Mn在钢中的作用为提高钢的淬透性，起固溶强化作用，增加钢的强度和硬度，但是Mn含量过高，则会增加钢的过热敏感性。本专利技术选用0.1-0.3％Mn，提高钢的可锻性，降低钢的热脆性，提高了钢的耐高温性能。Pb作用为降低疲劳强度。但是Pb的含量需要进行严格控制，含量过高则会降低钢的冲击韧性，且降低钢的塑性，故本专利技术经过反复的试验且与其他组分进行配伍，发现Pb在0.01-0.1％范围内，可以很好的增加钢的耐疲劳性，且不会造成钢塑性的降低。Si在本专利技术中主要是作为脱氧剂，并且可以减少晶体的各向异性倾向，增加钢的强度、耐热性和耐磨性，在普通钢铁中，硅的含量通常为0.4％以上，硅的含量不合适则会破坏钢的连续性，且会形成与钢无法相容的颗粒，增加钢材料的磨损，不利实现本专利技术的目的，故经过反复对比和筛选，本专利技术采用0.2-0.5％范围内的Si。Al在本专利技术中作为脱氧剂、脱气剂和致密剂，与氧生成Al2O3，形成的Al2O3在进行表面淬火处理后，可以很好的增加钢的耐磨性，但是Al含量过高，形成的Al2O3则无法很好的与钢结合，减少钢的均一性，影响钢的耐磨性，经过反复筛选，本专利技术选择0.1-0.5％Al。Cr在本专利技术中增加了钢的淬透性，提高钢的强度、硬度和韧性，提高钢的综合性能，与本专利技术的C形成化合物，可以很好的增加钢的耐磨性、抗氧化性、耐蚀性，传统的高铬钢作为轴承用主要是利用了Cr的此种优良性能，但是Cr含量过高，则会出现硬而脆的中间产物，且增加了钢的脆性转变温度，本专利技术在传统的高铬钢的基础上，降低了部分Cr的使用量，增加了其他组分，发现，其他组分的加入，不仅可以提高传统高铬钢的耐磨性，且全面提高了轴承钢的综合性能，最终本专利技术Cr含量为1.1.-1.3％。S通常作为有害成分存在，本专利技术中添加S的原因为S与组分中的Mn形成的MnS，少量MnS的存在可在不降低钢的硬度条件下，增加钢的塑性，但是S含量过高，增加塑性，但是会破坏钢的连续性，加热时会引起热裂等不良影响，故S的含量需严格控制，本专利技术选用了0.01-0.05％含量的S。W增加了钢的回火稳定性、热强性和耐磨性，提高钢在高温时的抗蠕变能力，但是W的含量过高，容易与组分中的C、Fe等其他成分形成含量过高的化合物，影响钢的耐磨性，故本专利技术最终选用了0.03-0.1％W。V在本专利技术中主要提高钢的耐磨性和耐高温性能，同时还具有提高钢强度的效果。V与组分中的C形成的化合物对提高钢的硬度和耐磨性效果明显，同时该化合物可以与钢很好的结合，不会因为颗粒弥散造成的钢的不均匀，经过对钢材料的性能测定，最终选用0.01-0.5％V。优选地，所述轴承钢由以下质量百分比组分组成：0.6-0.8％C、0.1-0.2％Mn、0.05-0.1％Pb、0.3-0.5％Si、0.3-0.5％Al、1.1-1.2％Cr、0.02-0.04％S、0.05-0.08％W、0.1-0.3％V，余量由Fe及不可避免的杂质构成。最优选地，所述轴承钢由以下质量百分比组分组成：0.7％C、0.2％Mn、0.08％Pb、0.4％Si、0.4％Al、1.1％Cr、0.03％S、0.06％W、0.2％V，余量由Fe及不可避免的杂质构成。本专利技术所述一种轴承钢的制备方法，包括以下步骤：(1)熔炼：将Fe粉加入到高频感应熔炼炉中融化，待炉内的温度升至1300-1400℃，按以下质量百分比加入0.5-1％C、0.1-0.3％Mn、0.01-0.1％Pb和0.2-0.5％Si，保温20-30min，继续升温，待温度升至1550-1650℃后，加入0.1-0.5％Al、1.1.-1.3％Cr、0.01-0.05％S、0.03-0.1％W和0.01-0.5％V，保温30-40min，得合金液；(2)将合金液转移至精炼炉中，进行脱氧、排渣处理，降温至1200-1300℃，进行浇铸，表面淬火处理，得成品。进一步地，所述表面淬火是指用乙炔一氧火焰快速加热钢铁，随后用水冷却。除非另有说明，本专利技术中％为质量百分比。有益效果：本专利技术所述的轴承钢具有优良的耐磨性、硬度和耐高温性能。具体实施方式一、原料和检测方法1、原料来源本专利技术采用的原料的具体参数如下：C粉(约1μm)；Mn为0.6-1.2mm，购自耒阳大吉锰业有限公司；Pb粒度为200-300目，Cr粒度为80-325目，W粒度为200目，V粒度为100目，购自北京兴荣源科技有限公司；Si粒度为1000目，购自徐州凌云硅业有限公司；其余原料均为市购所得。2、检测方法2-1硬度测定参考《GB/T230.1-2009金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法》2-2拉伸试验参考《GB/T228金属材料拉伸试验室温试验方法》2-3冲击试验参考《GB/T229-2007金属材料夏比摆锤冲击试验方法》2-4磨损性能测试试样尺寸：4mm×4mm×5mm，磨损面为4mm×4mm。试验所用砂纸为600目氧化铝耐水砂纸，压力为90N，用分析天平测量质量，精度为0.1mg。先将试样进行跑合磨损300转(r)，称量其质量，然后正式磨损1500r，再称一次质量，两次质量之差为磨损失重，试样的相对耐磨性ε为基准试样的磨损量(mg)与该试样磨损量(mg)的比值，ε＝基准试样的磨损量/试样磨损量。二、制备方法2-1将Fe粉加入到高频感应熔炼炉中融化，待炉内的温度升至1300-1400℃，按以下质量百分比加入0.5-1％C、0.1-0.3％Mn、0.01-0.1％Pb和0.2-0.5％Si，保温20-30min，继续升温，待温度升至1550-1650℃后，加入0.1-0.5％Al、1.1-1.3％Cr、0.01-0.05％S、0.03-0.1％W和0.01-0.5％V，保温30-40min，得合金液；将合金液转移至精炼炉中，进行脱氧、排渣处理，降温至1200-1300℃，进行浇铸，用乙炔一氧火本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴承钢，其特征在于：由以下质量百分比组分组成：0.5‑1％C、0.1‑0.3％Mn、0.01‑0.1％Pb、0.2‑0.5％Si、0.1‑0.5％Al、1.1‑1.3％Cr、0.01‑0.05％S、0.03‑0.1％W和0.01‑0.5％V，余量由Fe及不可避免的杂质构成。

【技术特征摘要】
1.一种轴承钢，其特征在于：由以下质量百分比组分组成：0.5-1％C、0.1-0.3％Mn、0.01-0.1％Pb、0.2-0.5％Si、0.1-0.5％Al、1.1-1.3％Cr、0.01-0.05％S、0.03-0.1％W和0.01-0.5％V，余量由Fe及不可避免的杂质构成。2.根据权利要求1所述的轴承钢，其特征在于各组分的质量百分比为：0.6-0.8％C、0.1-0.2％Mn、0.05-0.1％Pb、0.3-0.5％Si、0.3-0.5％Al、1.1-1.2％Cr、0.02-0.04％S、0.05-0.08％W和0.1-0.3％V，余量由Fe及不可避免的杂质构成。3.根据权利要求1所述的轴承钢，其特征在于各组分的质量百分比为：0.7％C、0.2％Mn、0.08％Pb、0.4％Si、0.4％Al、1.1％Cr、0.03％S、0.06％W和0.2％V，余量由Fe及不可避免的杂...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，
申请(专利权)人：江苏金基特钢有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32