一种机械设备用强度韧性相协调的轴承钢及其加工方法技术

一种机械设备用强度韧性相协调的轴承钢，以重量百分比计，包括以下原料：C 0.16‑0.22％、Si 0.28‑0.34％、Mn 0.22‑0.28％、Cr 0.13‑0.17％、Ni 0.04‑0.10％、V 0.02‑0.04％、P 0.003‑0.009％、S 0.004‑0.008％、B 0.002‑0.006％、Sc 0.001‑0.003％、Ru 0.002‑0.004％、混合稀土0.06‑0.12％，余量为Fe。本发明专利技术的有益效果是采用多种原料进行搭配使用，B、Sc、Ru、混合稀土加入对轴承钢的抗拉强度、韧性起到相对协调作用，且性能均得到提高。

A bearing steel with strength and toughness coordinated for mechanical equipment and its processing method

A bearing steel with compatible strength and toughness for machinery and equipment, in terms of weight percentages, comprises the following raw materials: C 0.16 0.22%, Si 0.28 0.34%, Mn 0.22 0.28%, Cr 0.13 0.17%, Ni 0.04 0.10%, V 0.02 0.04%, P 0.003 0.009%, S 0.004 0.008%, B 0.002 0.006%, Sc 0.0.006%, S 0.008%, B 0.002 0.006%, S 0.006%, S 0. 01, 0.003%, Ru 0.002, 0.004%, mixed rare earth 0.06 0.06 0.12%, the allowance is Fe. The beneficial effect of the invention is to adopt a variety of raw materials for matching use, and the addition of B, Sc, Ru and mixed rare earth elements plays a relatively coordinated role in the tensile strength and toughness of bearing steel, and the properties are improved.

【技术实现步骤摘要】
一种机械设备用强度韧性相协调的轴承钢及其加工方法
本专利技术涉及轴承钢
，具体涉及一种机械设备用强度韧性相协调的轴承钢及其加工方法。
技术介绍
轴承是当代机械设备中一种重要零部件，它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度，按运动元件摩擦性质的不同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类，其中滚动轴承已经标准化、系列化，但与滑动轴承相比它的径向尺寸、振动和噪声较大，价格也较高，滚动轴承一般由外圈、内圈、滚动体和保持架四部分组成，按滚动体的形状，滚动轴承分为球轴承和滚子轴承两大类，而轴承的强度以及韧性对轴承能否应用在机械设备中影响很大。现有技术中，轴承用在机械设备中需承担的外力很大，因此硬度、强度需要好，但硬度、强度大会造成韧性较差，容易发生脆性断裂，因此需要对轴承材料以及热处理工艺进一步的研究，中国专利文献(公告号：CN105821182A)公开了一种提高轴承钢韧性的热处理工艺，它涉及一种轴承钢的热处理工艺，它要解决现有轴承钢中残余奥氏体的稳定性差且对性能产生不利影响，韧性差的问题，工艺：一、淬火过程：轴承钢在1000-1150℃下处理10-60min；二、碳分配过程：在150-450℃下处理0.5-60min；三、回火过程：在500-600℃下处理0.5-2h，回火1-3次，该专利技术在淬火过程中采用高温长时间处理，很可能导致钢的韧性恶化，此外采用常规的淬火-碳分配-回火操作步骤，韧性、强度二者没有实现更好的协调，制备出的轴承性能仍不是最佳。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种机械设备用强度韧性相协调的轴承钢及其加工方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种机械设备用强度韧性相协调的轴承钢，以重量百分比计，包括以下原料：C0.16-0.22％、Si0.28-0.34％、Mn0.22-0.28％、Cr0.13-0.17％、Ni0.04-0.10％、V0.02-0.04％、P0.003-0.009％、S0.004-0.008％、B0.002-0.006％、Sc0.001-0.003％、Ru0.002-0.004％、混合稀土0.06-0.12％，余量为Fe。作为本专利技术的进一步方案是：以重量百分比计，包括以下原料：C0.19％、Si0.31％、Mn0.25％、Cr0.15％、Ni0.07％、V0.03％、P0.006％、S0.006％、B0.004％、Sc0.002％、Ru0.003％、混合稀土0.09％，余量为Fe。作为本专利技术的进一步方案是：所述混合稀土为镧元素、镨元素、钆元素按照重量比(6-10):(4-7):3组成的混合物。作为本专利技术的进一步方案是：所述混合稀土为镧元素、镨元素、钆元素按照重量比8:5.5:3组成的混合物。一种机械设备用强度韧性相协调轴承钢的加工方法，该方法包括以下步骤：步骤一：称量各组份原料；步骤二：将步骤一称量的原料依次加入到球磨罐中进行球磨，使原料充分混合，随后送入真空干燥箱中，干燥温度为105-115℃，干燥至粉末表面含水率为0.2-1％，随后将温度升至225-235℃，干燥15-25min，至粉末充分干燥，随后将其熔化，再通入氮气，进行精炼，最后除去废渣、废气，送入模铸浇铸，制得粗轴承钢；步骤三：将步骤二制备的粗轴承钢送入连续处理炉加热至800℃，保温55-65min，随后将温度升至1000-1100℃，保温25-35min，随后空冷至温度为220-300℃，再进行深冷，随后在200℃下回火处理，再冷却室温，即得本专利技术的轴承钢。作为本专利技术的再进一步方案是：所述步骤二中熔化温度为800-900℃。作为本专利技术的再进一步方案是：所述步骤三中深冷条件为在温度为－100～－80℃深冷罐中放置1-2h。本专利技术的有益效果是采用多种原料进行搭配使用，B、Sc、Ru、混合稀土加入对轴承钢的抗拉强度、韧性起到相对协调作用，且性能均得到提高，镧元素、镨元素、钆元素组成的混合物，使基体合金组织细化，此外熔点低，在淬火回火等阶段，呈熔融状态，粘附在轴承钢表面，降低孔隙率，提高热处理效率；热处理工艺中先在800℃下保温55-65min，再温度升至1000-1100℃，保温25-35min，防止在高温条件下长时间保温对轴承钢性能恶化，空冷至温度为220-300℃，再进行深冷，使轴承钢韧性得到改善，本专利技术经过多组实验论证，优化最佳实验方案，使轴承钢的抗拉强度、韧性最佳。具体实施方式下面结合具体实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：本实施例的一种机械设备用强度韧性相协调的轴承钢，以重量百分比计，包括以下原料：C0.16％、Si0.28％、Mn0.22％、Cr0.13％、Ni0.04％、V0.024％、P0.003％、S0.004％、B0.002％、Sc0.001％、Ru0.002％、混合稀土0.06％，余量为Fe。作为本专利技术的进一步方案是：所述混合稀土为镧元素、镨元素、钆元素按照重量比6:4:3组成的混合物。本实施例的一种机械设备用强度韧性相协调轴承钢的加工方法，该方法包括以下步骤：步骤一：称量各组份原料；步骤二：将步骤一称量的原料依次加入到球磨罐中进行球磨，使原料充分混合，随后送入真空干燥箱中，干燥温度为105℃，干燥至粉末表面含水率为0.2％，随后将温度升至225℃，干燥15min，至粉末充分干燥，随后将其熔化，再通入氮气，进行精炼，最后除去废渣、废气，送入模铸浇铸，制得粗轴承钢；步骤三：将步骤二制备的粗轴承钢送入连续处理炉加热至800℃，保温55min，随后将温度升至1000℃，保温25min，随后空冷至温度为220℃，再进行深冷，随后在200℃下回火处理，再冷却室温，即得本专利技术的轴承钢。本实施例的步骤二中熔化温度为800℃。本实施例的步骤三中深冷条件为在温度为－100℃深冷罐中放置1h。实施例2：本实施例的一种机械设备用强度韧性相协调的轴承钢，以重量百分比计，包括以下原料：C0.22％、Si0.34％、Mn0..28％、Cr0.17％、Ni0.10％、V0.04％、P0.009％、S0.008％、B0.006％、Sc0.003％、Ru0.004％、混合稀土0.12％，余量为Fe。作为本专利技术的进一步方案是：所述混合稀土为镧元素、镨元素、钆元素按照重量比10:7:3组成的混合物。本实施例的一种机械设备用强度韧性相协调轴承钢的加工方法，该方法包括以下步骤：步骤一：称量各组份原料；步骤二：将步骤一称量的原料依次加入到球磨罐中进行球磨，使原料充分混合，随后送入真空干燥箱中，干燥温度为115℃，干燥至粉末表面含水率为1％，随后将温度升至235℃，干燥25min，至粉末充分干燥，随后将其熔化，再通入氮气，进行精炼，最后除去废渣、废气，送入模铸浇铸，制得粗轴承钢；步骤三：将步骤二制备的粗轴承钢送入连续处理炉加热至800℃，保温65min，随后将温度升至1100℃，保温35min，随后空冷至温度为300℃，再进行深冷，随后在200℃下回本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械设备用强度韧性相协调的轴承钢，其特征在于，以重量百分比计，包括以下原料：C 0.16‑0.22％、Si 0.28‑0.34％、Mn 0.22‑0.28％、Cr 0.13‑0.17％、Ni 0.04‑0.10％、V 0.02‑0.04％、P 0.003‑0.009％、S 0.004‑0.008％、B 0.002‑0.006％、Sc 0.001‑0.003％、Ru 0.002‑0.004％、混合稀土0.06‑0.12％，余量为Fe。

【技术特征摘要】
1.一种机械设备用强度韧性相协调的轴承钢，其特征在于，以重量百分比计，包括以下原料：C0.16-0.22％、Si0.28-0.34％、Mn0.22-0.28％、Cr0.13-0.17％、Ni0.04-0.10％、V0.02-0.04％、P0.003-0.009％、S0.004-0.008％、B0.002-0.006％、Sc0.001-0.003％、Ru0.002-0.004％、混合稀土0.06-0.12％，余量为Fe。2.根据权利要求1所述的一种机械设备用强度韧性相协调的轴承钢，其特征在于，以重量百分比计，包括以下原料：C0.19％、Si0.31％、Mn0.25％、Cr0.15％、Ni0.07％、V0.03％、P0.006％、S0.006％、B0.004％、Sc0.002％、Ru0.003％、混合稀土0.09％，余量为Fe。3.根据权利要求1或2所述的一种机械设备用强度韧性相协调的轴承钢，其特征在于，所述混合稀土为镧元素、镨元素、钆元素按照重量比(6-10):(4-7):3组成的混合物。4.根据权利要求3所述的一种机械设备用强度韧性相协调的轴承钢，其特征在于，所述混合稀土为镧元素、镨元...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩银兰，
申请(专利权)人：韩银兰，
类型：发明
国别省市：安徽,34