權(quán)利要求

1.軸承鋼的生產(chǎn)方法，包括在連鑄機中進行方坯連鑄，其中，所述方坯連鑄中，在所述連鑄機對帶液芯的鑄坯進行輕壓下，其特征在于，所述輕壓下的過程包括：沿所述鑄坯的長度延伸方向， 在距離其所采用的結(jié)晶器上口19-21米處進行第一輕壓下，且控制0.5≤固相率＜0.7，壓下率為0.5-1mm/m，壓下量占總壓下量的15-25％； 在距離其所采用的結(jié)晶器上口22-24米處進行第二輕壓下，且控制0.7≤固相率＜0.85，壓下率為2-2.5mm/m，壓下量占總壓下量的45-55％； 在距離其所采用的結(jié)晶器上口25-27米處進行第三輕壓下，且控制0.85≤固相率＜0.1，壓下率為2.5-3mm/m，壓下量占總壓下量的20-40％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其中，所述總壓下量為12-18mm。 

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其中，所述生產(chǎn)方法還包括：在所述方坯連鑄中，對帶液芯的鑄坯進行二次冷卻；且所述二次冷卻的條件包括：由上往下分為四段冷卻，由上往下四段冷卻的水量分別占冷卻總水量的38-42％、28-32％、18-22％、8-12％。 

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的生產(chǎn)方法，其中，所述方坯連鑄的條件包括： 控制恒定拉速為0.76-0.95m/min，比水量為0.2-0.22L/kg，鋼水過熱度控制在10-30℃； 和/或，控制所述結(jié)晶器的電磁攪拌參數(shù)為(570-630)A/(2.3-2.7)Hz，控制所述鑄坯的凝固末端電磁攪拌參數(shù)為(380-420)A/(4.7-5.3)Hz。 

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其中，所述生產(chǎn)方法還包括： 在進行所述方坯連鑄之前，依次進行冶煉、精煉、RH真空脫氣； 在進行所述方坯連鑄之后，依次進行鑄坯緩冷、加熱軋制； 優(yōu)選地，所述加熱軋制的條件包括：高溫段溫度為1230-1250℃，高溫段時間≥180min。 

6.軸承鋼，其特征在于，其通過權(quán)利要求1-5中任意一項所述的生產(chǎn)方法制備得到。 

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軸承鋼，其中，所述軸承鋼的組成包括如下含量的元素：以質(zhì)量百分比計，C：0.95-1.05％，Si：0.15-0.35％，Mn：0.25-0.45％，P≤0.02％，S≤0.005％，Cu≤0.25％，Ni≤0.1％，Mo≤0.1％，Cr：1.35-1.65％，Ti≤0.0025％，O≤0.0007％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)； 優(yōu)選地，C：0.96-1％，Si：0.2-0.3％，Mn：0.35-0.45％，P≤0.02％，S≤0.005％，Cu≤0.25％，Ni≤0.1％，Mo≤0.1％，Cr：1.5-1.6％，Ti≤0.0025％，O≤0.0007％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)； 優(yōu)選地，Mo：0.03-0.06％；和/或，Ni和Cu含量之和為0.1-0.15％。 

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軸承鋼，其中，所述軸承鋼的碳化物帶狀組織級別≤2.0級，碳偏析在0.07％以下。 

9.軸承套圈，其特征在于，其通過權(quán)利要求6-8中任意一項所述的軸承鋼加工得到；所述軸承套圈滿足：按照JB/T1255-2014進行屈氏體評級，其在距工作面3mm以內(nèi)和在工作面3mm以外，均為1級。 

10.權(quán)利要求9所述的軸承套圈的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括： 將所述軸承鋼進行加熱鍛造，再進行球化退火、車加工、淬回火和磨加工； 優(yōu)選地，所述淬回火的過程包括：先進行淬火，淬火溫度為830-860℃，淬火保溫時間為50-60min；接著采用淬火油冷卻，淬火油溫度為95-115℃，且控制油槽攪拌速度為30-40Hz；然后進行回火，回火溫度為175-195℃，回火時間≥120min。

說明書

軸承鋼及其生產(chǎn)方法和軸承套圈及其生產(chǎn)方法

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金連鑄技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及軸承鋼及其生產(chǎn)方法和軸承套圈及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

GCr15軸承鋼是高碳鉻軸承鋼系列中使用最廣泛的一個產(chǎn)品，常用于制造各種型號的軸承套圈。套圈在熱處理過程中，會產(chǎn)生不同程度的屈氏體，影響軸承的疲勞壽命。

目前采用GCr15材料制造的軸承套圈，壁厚≤12mm的套圈，熱處理之后的屈氏體組織，可以達到JB/T1255的1級要求。但是對壁厚＞12mm的套圈，熱處理之后的屈氏體組織，無法穩(wěn)定達到JB/T1255的1級要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的軸承套圈在熱處理過程中，仍會產(chǎn)生部分不同程度的屈氏體，影響軸承套圈的疲勞壽命的缺陷，提供一種軸承鋼及其生產(chǎn)方法和軸承套圈及其生產(chǎn)方法，該軸承套圈無論壁厚在12mm以上或以下，均能穩(wěn)定達到JB/T1255的1級要求，且提高軸承套圈的疲勞壽命。

為了實現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明提供了一種軸承鋼的生產(chǎn)方法，包括在連鑄機中進行方坯連鑄，其中，所述方坯連鑄中，在所述連鑄機中對帶液芯的鑄坯進行輕壓下，所述輕壓下的過程包括：沿所述鑄坯的長度延伸方向，

在距離其所采用的結(jié)晶器上口19-21米處進行第一輕壓下，且控制0.5≤固相率＜0.7，壓下率為0.5-1mm/m，壓下量占總壓下量的15-25％；

在距離其所采用的結(jié)晶器上口22-24米處進行第二輕壓下，且控制0.7≤固相率＜0.85，壓下率為2-2.5mm/m，壓下量占總壓下量的45-55％；

在距離其所采用的結(jié)晶器上口25-27米處進行第三輕壓下，且控制0.85≤固相率＜0.1，壓下率為2.5-3mm/m，壓下量占總壓下量的20-40％。

在一些實施方式中，所述總壓下量為12-18mm。

在一些實施方式中，所述生產(chǎn)方法還包括：在所述方坯連鑄中，對帶液芯的鑄坯進行二次冷卻；且所述二次冷卻的條件包括：由上往下分為四段冷卻，由上往下四段冷卻的水量分別占冷卻總水量的38-42％、28-32％、18-22％、8-12％。

在一些實施方式中，所述方坯連鑄的條件包括：控制恒定拉速為0.76-0.95m/min，比水量為0.2-0.22L/kg，鋼水過熱度控制在10-30℃。

在一些實施方式中，控制所述結(jié)晶器的電磁攪拌參數(shù)為(570-630)A/(2.3-2.7)Hz，控制所述鑄坯的凝固末端電磁攪拌參數(shù)為(380-420)A/(4.7-5.3)Hz。

在一些實施方式中，所述生產(chǎn)方法還包括：

在進行所述方坯連鑄之前，依次進行冶煉、精煉、RH真空脫氣；

在進行所述方坯連鑄之后，依次進行鑄坯緩冷、加熱軋制。

在一些實施方式中，所述加熱軋制的條件包括：高溫段溫度為1230-1250℃，高溫段時間≥180min。

第二方面，本發(fā)明提供一種軸承鋼，其通過第一方面所述的生產(chǎn)方法制備得到。

在一些實施方式中，所述軸承鋼的組成包括如下含量的元素：以質(zhì)量百分比計，C：0.95-1.05％，Si：0.15-0.35％，Mn：0.25-0.45％，P≤0.02％，S≤0.005％，Cu≤0.25％，Ni≤0.1％，Mo≤0.1％，Cr：1.35-1.65％，Ti≤0.0025％，O≤0.0007％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。

優(yōu)選地，C：0.96-1％，Si：0.2-0.3％，Mn：0.35-0.45％，P≤0.02％，S≤0.005％，Cu≤0.25％，Ni≤0.1％，Mo≤0.1％，Cr：1.5-1.6％，Ti≤0.0025％，O≤0.0007％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。

優(yōu)選地，Mo：0.03-0.06％；和/或，Ni和Cu含量之和為0.1-0.15％。

在一些實施方式中，所述軸承鋼的碳化物帶狀組織級別≤2.0級，碳偏析在0.07％以下。

第三方面，本發(fā)明提供一種軸承套圈，其通過第二方面所述的軸承鋼加工得到。

優(yōu)選地，所述軸承套圈滿足：按照JB/T1255-2014進行屈氏體評級，其在距工作面3mm以內(nèi)和在工作面3mm以外，均為1級。

第四方面，本發(fā)明提供第三方面所述的軸承套圈的生產(chǎn)方法，包括：將所述軸承鋼進行加熱鍛造，再進行球化退火、車加工、淬回火和磨加工。

優(yōu)選地，所述淬回火的過程包括：先進行淬火，淬火溫度為830-860℃；淬火保溫時間為50-60min；接著采用淬火油冷卻，淬火油溫度為95-115℃，且控制油槽攪拌速度為30-40Hz；然后進行回火，回火溫度為175-195℃，回火時間≥120min。

本發(fā)明的發(fā)明人在研究過程中發(fā)現(xiàn)，根據(jù)鋼在固液兩相區(qū)高溫力學(xué)性能特性，兩相區(qū)分為液相填充區(qū)和裂紋敏感區(qū)；對于液相填充區(qū)，在該區(qū)域裂紋會被滲入的液相填充而消失；對于裂紋敏感區(qū)，在該區(qū)域密集的樹枝晶阻礙了液相填充，使裂紋無法彌合而存留下來。若在裂紋敏感區(qū)實施輕壓下，由于鋼在兩相區(qū)的臨界強度很低，連鑄坯凝固前沿承受的拉應(yīng)變超過某一臨界值，或拉應(yīng)力超過鋼的凝固溫度附近的強度時，連鑄坯就可能在凝固前沿產(chǎn)生沿晶裂紋，并在凝固前沿擴展成中間裂紋。因此，連鑄輕壓下作用區(qū)域應(yīng)該避開裂紋敏感區(qū)間?；诖?，進而提出本發(fā)明。

本發(fā)明通過上述技術(shù)方案，尤其是在動態(tài)調(diào)整的輕壓下工藝中，通過三段式輕壓下的合理控制，具體采用對不同固液區(qū)采取動態(tài)的壓下率、壓下量控制以及合適的壓下區(qū)域劃分，既能避開裂紋敏感區(qū)間，又能使得壓下量的大小能夠完全補償壓下區(qū)間內(nèi)的凝固收縮，從而能顯著減少鑄坯裂紋的產(chǎn)生，同時控制鑄坯的偏析及疏松。且，采用三段式輕壓下，能夠使壓下量與固相率實現(xiàn)更好的匹配，保證鑄坯質(zhì)量，同時使得輕壓下工藝實施穩(wěn)定、可靠；避免前期無壓下量時產(chǎn)生過度偏析，固相率太低，壓下量過大，造成過度壓下時產(chǎn)生裂紋；中后期固相率太高，壓下量過小，則無法達到改善鑄坯偏析及疏松的目的，壓下量過大時設(shè)備過載，經(jīng)常跳閘，導(dǎo)致壓下工藝不能穩(wěn)定實施。

進一步的，發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，根據(jù)連鑄坯凝固傳熱數(shù)學(xué)模擬，方坯連鑄條件(例如拉速、比水量、過熱度)和二次冷卻方式的變化，將會導(dǎo)致固液兩相區(qū)位置和兩相區(qū)區(qū)間范圍變化，其會影響后續(xù)的動態(tài)輕壓下工藝，從而影響鑄坯質(zhì)量。對此，在本發(fā)明優(yōu)選的二次冷卻或優(yōu)選的方坯連鑄條件的方案中，通過對上述參數(shù)的合理控制，使其與動態(tài)調(diào)整的輕壓下工藝配合，進一步減少鑄坯的裂紋的產(chǎn)生，鑄坯更為均勻，從而使得軸承圈工作面內(nèi)外屈氏體組織均控制在1級，組織更為均勻，避免工作面外屈氏體組織的過度發(fā)展，導(dǎo)致軸承圈整體壽命降低，使用性能降低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1所得軸承鋼的碳化物帶狀組織圖。

圖2是本發(fā)明實施例1所得軸承套圈的屈氏組織圖。

具體實施方式

在本文中所披露的范圍的端點和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應(yīng)當理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數(shù)值范圍來說，各個范圍的端點值之間、各個范圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數(shù)值范圍，這些數(shù)值范圍應(yīng)被視為在本文中具體公開。

本發(fā)明中，“壓下量”指輕壓下工藝中輥縫收縮總量，包括連鑄鑄坯凝固收縮量和實際作用在連鑄鑄坯上的壓下量?！皦合侣省笔侵笁合铝喀與鑄坯壓下區(qū)間總長度L之比的百分數(shù)(％)，其中L是指每段開始壓下至壓下結(jié)束的鑄坯壓下總長度?！肮滔嗦省笔侵歌T坯凝固率。

本發(fā)明的發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，在輕壓下工藝中，壓下量過小時，由于凝固收縮得不到充分補償，對于中心縮孔的改善并不明顯；壓下量過大時，鑄坯承受擠壓過度，可能會引起尚未凝固且富集溶質(zhì)元素的鋼液流到相鄰的鼓肚區(qū)，出現(xiàn)白亮帶、負偏析，甚至導(dǎo)致鑄坯內(nèi)裂，或引起對輕壓下區(qū)夾輥的損傷。因此，壓下量的大小要能夠完全補償壓下區(qū)間內(nèi)的凝固收縮，同時避免連鑄坯產(chǎn)生內(nèi)裂，且壓下時產(chǎn)生的反作用力要在鑄機扇形段許可載荷范圍內(nèi)；否則會影響鑄坯質(zhì)量，影響鑄機的可靠運行、穩(wěn)定實施。

對此，第一方面，本發(fā)明提供了一種軸承鋼的生產(chǎn)方法，包括在連鑄機中進行方坯連鑄，其中，所述方坯連鑄中，在所述連鑄機中對帶液芯的鑄坯進行輕壓下，所述輕壓下的過程包括：沿所述鑄坯的長度延伸方向，

在距離其所采用的結(jié)晶器上口19-21米處進行第一輕壓下，且控制0.5≤固相率＜0.7，壓下率為0.5-1mm/m，壓下量占總壓下量的15-25％；

在距離其所采用的結(jié)晶器上口22-24米處進行第二輕壓下，且控制0.7≤固相率＜0.85，壓下率為2-2.5mm/m，壓下量占總壓下量的45-55％；

在距離其所采用的結(jié)晶器上口25-27米處進行第三輕壓下，且控制0.85≤固相率＜0.1，壓下率為2.5-3mm/m，壓下量占總壓下量的20-40％。

可以理解的是，所述總壓下量是指在所述輕壓下過程中到達鑄坯凝固末端后總的壓下量；所述鑄坯凝固末端是指鑄坯完全凝固完成。

一般地，所述方坯連鑄中采用結(jié)晶器，鋼水經(jīng)所述結(jié)晶器形成帶液芯的鑄坯。

本發(fā)明中，所述“距離其所采用的結(jié)晶器上口19-21米處”是指，沿所述鑄坯的長度延伸方向，在鑄坯的距離其所采用的結(jié)晶器上口的19-21米處。示例性的，包括19米處，19.5米處，20米處，20.5米處，21米處，21.4米處以及相鄰點值之間的任一值。

同樣的，“距離其所采用的結(jié)晶器上口22-24米處”是指，沿所述鑄坯的長度延伸方向，在鑄坯的距離其所采用的結(jié)晶器上口22-24米處。示例性的，包括21.5米處，22米處，22.5米處，23米處，23.5米處，24米處，24.4米處以及相鄰點值之間的任一值。

同樣的，“距離其所采用的結(jié)晶器上口25-27米處”是指，沿所述鑄坯的長度延伸方向，在鑄坯的距離其所采用的結(jié)晶器上口25-27米處。示例性的，包括24.5米處，25米處，25.5米處，26米處，26.5米處，27米處，27.4米處以及相鄰點值之間的任一值。

在上述生產(chǎn)方法中，本發(fā)明首先提前進行所述第一輕壓下，針對GCr15易于偏析的情況，提前進行輕壓下，即在初始階段在距離結(jié)晶器上口19-21米處進行所述第一輕壓下，可避免初始階段(也即第一階段)液相過多導(dǎo)致尚未凝固且富集溶質(zhì)元素的鋼液流到相鄰的鼓肚區(qū)，出現(xiàn)白亮帶、負偏析；且在初始階段的較大固相率情況下采用小壓下率和小占比壓下量，能避免初始階段過度壓下，壓下速度過快，凝固收縮得不到充分補償，會加劇中心縮孔產(chǎn)生。其次進行所述第二輕壓下(即第二階段)，在第二階段，距離結(jié)晶器上口更遠處，在大固相率情況下采用更大壓下率和更大占比壓下量實施第二輕壓下，能夠通過適度增大壓下量，完全補償壓下區(qū)間內(nèi)的凝固收縮，在第一階段避免鑄坯承受擠壓過度前提下，第二階段產(chǎn)生適度擠壓，同時避免鑄坯產(chǎn)生內(nèi)裂，且壓下時產(chǎn)生的反作用力在鑄機扇形段許可載荷范圍內(nèi)，減少了中心縮孔產(chǎn)生，提高鑄坯組織均勻性，減少偏析。然后進行所述第三輕壓下(即第三階段)，在第三階段，距離結(jié)晶器上口最遠處，在進一步更大固相率的接近凝固狀態(tài)情況下采用進一步更大壓下率和更小占比壓下量實施第三輕壓下，能微調(diào)凝固收縮過程，使縮孔等缺陷得到液相充分補償，鑄坯承受充足的擠壓，使組織更為致密化。

總之，本發(fā)明提供的軸承鋼的生產(chǎn)方法，通過合理設(shè)置適宜的壓下區(qū)間及壓下率，特別的，輕壓下分三個階段實施，且壓下量及壓下率與鑄坯的固相率相適配，取得了好的輕壓下效果，能夠使得壓下量充分補償凝固收縮，從而能夠顯著改善鑄坯偏析及疏松，顯著減少鑄坯裂紋的產(chǎn)生；同時保證鑄機穩(wěn)定、可靠運行。而在相同條件下，若固相率太低，壓下量過大，容易產(chǎn)生內(nèi)部裂紋，固相率太高，壓下量過小，則無法達到改善鑄坯偏析及疏松的目的。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)鋼種特性設(shè)定凝固末端輕壓下的總壓下量。

在一些實施方式中，所述總壓下量為12-18mm。該優(yōu)選方案尤其適用于GCr15軸承鋼。

在所述方坯連鑄中，通常需要進行冷卻，一般地，鋼水先在結(jié)晶器內(nèi)進行一次冷卻。

在一些實施方式中，所述生產(chǎn)方法還包括：在所述方坯連鑄中，對帶液芯的鑄坯進行二次冷卻。

可以理解的是，二次冷卻在所述結(jié)晶器內(nèi)的一次冷卻之后的二冷區(qū)內(nèi)進行；且在進行所述輕壓下的同時，進行所述二次冷卻，為本領(lǐng)域所公知，在此不再贅述。

優(yōu)選地，所述二次冷卻的條件包括：由上往下分為四段冷卻(分別為一段冷卻、二段冷卻、三段冷卻、四段冷卻)，由上往下四段冷卻的水量分別占冷卻總水量的38-42％、28-32％、18-22％、8-12％。在這些優(yōu)選方案中，能夠控制鑄坯的冷卻與壓下量相適配，更利于控制鑄坯的內(nèi)部及表面質(zhì)量。

可以理解的是，在所述二次冷卻中，靠近鋼水的方向為上，反之為下。

在上述優(yōu)選方案中，本發(fā)明尤其適合用于GCr15鋼的生產(chǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)中由于GCr15屬于高碳高合金鋼，碳含量、合金含量高會導(dǎo)致鑄坯更易偏析，鑄坯冷卻凝固時組織發(fā)展不均勻，更易形成疏松、偏析等缺陷。而本發(fā)明特別的采用適宜水量分配的四段冷卻，尤其是適當降低一段冷卻水量，適當提高二段冷卻水量，適當降低四段冷卻水量，能夠避免過早冷卻水量大，鑄坯過度冷卻，鑄坯凝固組織發(fā)展過度，不利于鑄坯組織均勻性，增加中間過程冷卻水量，可保證鑄坯凝固組織適度發(fā)展，有利于鑄坯組織凝固均勻性，避免GCr15鑄坯產(chǎn)生疏松等缺陷的產(chǎn)生，降低四段冷卻水量，可在鑄坯組織凝固得到控制的同時避免過度過快冷卻產(chǎn)生裂紋等缺陷。

本發(fā)明對相鄰兩段冷卻之間的間隔距離沒有任何限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以按照現(xiàn)有的設(shè)置進行?，F(xiàn)有技術(shù)中通常在二次冷卻中采用三段或兩段冷卻。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)有方法或傳統(tǒng)經(jīng)驗優(yōu)化所述方坯連鑄的條件。

在一些實施方式中，所述方坯連鑄的條件包括：控制恒定拉速為0.76-0.95m/min，比水量為0.2-0.22L/kg，鋼水過熱度控制在10-30℃。在該優(yōu)選方案中，采用較小的比水量，配合較高的拉速，配合上述四段冷卻，能在保證強冷卻效果的同時，減少水消耗，節(jié)約用水，提高生產(chǎn)效率；還能夠控制凝固末端，保證各段輕壓下實施時具有合適的固相率，尤其是，其能夠延遲固相率，使所述第一輕壓下的初始位置(即距離結(jié)晶器上口19-21米處)便于控制，從而使第一輕壓下初始位置時固相率控制在所需的適宜范圍。

本發(fā)明中，所述恒定拉速、比水量、鋼水過熱度具有本領(lǐng)域常規(guī)釋義，為本領(lǐng)域所公知，在此不再贅述。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需求優(yōu)化所述結(jié)晶器的工藝條件。

在一些實施方式中，控制所述結(jié)晶器的電磁攪拌參數(shù)為(570-630)A/(2.3-2.7)Hz，控制所述鑄坯的凝固末端電磁攪拌參數(shù)為(380-420)A/(4.7-5.3)Hz。

在本發(fā)明軸承鋼的生產(chǎn)方法中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需求或常規(guī)方法，在進行所述方坯連鑄之前和/或之后，還進行一些其他處理步驟，以生產(chǎn)得到軸承鋼。

在一些實施方式中，所述生產(chǎn)方法還包括：

在進行所述方坯連鑄之前，依次進行冶煉、精煉、RH真空脫氣；

在進行所述方坯連鑄之后，依次進行鑄坯緩冷、加熱軋制。

本發(fā)明對所述冶煉、精煉、RH真空脫氣、鑄坯緩冷、加熱軋制中分別采用的設(shè)備沒有任何限制，例如冶煉可以采用轉(zhuǎn)爐冶煉。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需求，對所述冶煉、精煉、RH真空脫氣、鑄坯緩冷、加熱軋制中的工藝參數(shù)分別進行優(yōu)化。

所述冶煉、精煉、RH真空脫氣中的工藝參數(shù)分別按照現(xiàn)有技術(shù)進行即可，本發(fā)明對此沒有任何限制。

在所述鑄坯緩冷中，優(yōu)選地，緩冷溫度≥600℃，緩冷時間≥48小時。

在所述加熱軋制中，一般地，所述加熱包括預(yù)加熱段、高溫段，所述高溫段分為加熱段和均熱段，可以理解的是，通過預(yù)加熱段進行升溫，再通過加熱段進行高溫升溫，至所需高溫溫度后進行均熱段的保溫；所述軋制包括在軋機中進行多道次軋制。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需求對各個工藝階段的條件在現(xiàn)有方案中進行選擇或者進行優(yōu)化。

在一些實施方式中，所述加熱軋制的條件包括：高溫段溫度為1230-1250℃，高溫段時間(也稱保溫或均熱的時間)≥180min。所述加熱軋制的條件可以按照現(xiàn)有過程進行。

第二方面，本發(fā)明提供一種軸承鋼，其通過第一方面所述的生產(chǎn)方法制備得到。

本發(fā)明中所述軸承鋼的原料鋼水的組成可以按照現(xiàn)有技術(shù)進行，一般地，原料鋼水的組成與所得軸承鋼的組成相同。

在一些實施方式中，所述軸承鋼的組成包括如下含量的元素：以質(zhì)量百分比計，C：0.95-1.05％，Si：0.15-0.35％，Mn：0.25-0.45％，P≤0.02％，S≤0.005％，Cu≤0.25％，Ni≤0.1％，Mo≤0.1％，Cr：1.35-1.65％，Ti≤0.0025％，O≤0.0007％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。

優(yōu)選地，C：0.96-1％，Si：0.2-0.3％，Mn：0.35-0.45％，P≤0.02％，S≤0.005％，Cu≤0.25％，Ni≤0.1％，Mo≤0.1％，Cr：1.5-1.6％，Ti≤0.0025％，O≤0.0007％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。

優(yōu)選地，Mo：0.03-0.06％，和/或，Ni和Cu含量之和為0.1-0.15％。

本發(fā)明提供的軸承鋼，由于采用第一方面所述的生產(chǎn)方法制得，具有分布均勻、顆粒細小的碳化物帶狀組織。

在一些實施方式中，所述軸承鋼的碳化物帶狀組織級別≤2.0級，碳偏析在0.07％以下，優(yōu)選碳偏析在0.06％以下。

第三方面，本發(fā)明提供一種軸承套圈，其通過第二方面所述的軸承鋼加工得到。

本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述軸承套圈滿足：按照JB/T1255-2014進行屈氏體評級，其在距工作面3mm以內(nèi)和在工作面3mm以外，均為1級。

本發(fā)明提供的軸承套圈無論壁厚在12mm以上或以下，均能穩(wěn)定達到JB/T1255的1級要求，且能夠避免裂紋，其疲勞壽命能夠顯著提高。

第四方面，本發(fā)明提供第三方面所述的軸承套圈的生產(chǎn)方法，包括：將所述軸承鋼進行加熱鍛造，再進行球化退火、車加工、淬回火和磨加工。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需求選擇或優(yōu)化所述加熱鍛造、球化退火、車加工、淬回火和磨加工中分別采用的設(shè)備以及工藝條件。

對于所述加熱鍛造的對象，即軸承鋼(也稱套圈毛坯)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需求選擇其尺寸；例如，軸承鋼的壁厚為12-25mm。對于壁厚不小于12mm的軸承鋼，本發(fā)明仍能獲得好的效果，滿足要求。

在一些實施方式中，所述加熱鍛造的條件包括：鍛造溫度為1080-1120℃。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需求選擇所述鍛造的時間。

優(yōu)選地，所述淬回火的過程包括：先進行淬火，淬火溫度為830-860℃；淬火保溫時間為50-60min；接著采用淬火油冷卻，淬火油溫度為95-115℃，且控制油槽攪拌速度為30-40Hz；然后進行回火，回火溫度為175-195℃，回火時間≥120min。

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行更詳細的闡述。

實施例1

1、軸承鋼的生產(chǎn)過程如下：

(1)先將部分原料進行轉(zhuǎn)爐冶煉，再加入其它原料進行LF爐外精煉。其中，上述加入的原料的總組成滿足表1所示的組成。

(2)RH真空脫氣。

(3)方坯連鑄。

全程采用封閉保護性澆注，避免鋼水二次氧化。鑄坯斷面尺寸如表2所示。

在所述方坯連鑄中，對帶液芯的鑄坯進行二次冷卻；且所述二次冷卻的條件包括：由上往下分為四段冷卻，由上往下四段冷卻的水量分別占冷卻總水量的40％、30％、20％、10％。

在二次冷卻中，對帶液芯的鑄坯進行輕壓下，所述輕壓下的過程包括：沿所述鑄坯的長度延伸方向，在距離結(jié)晶器上口20米處進行第一輕壓下，且控制固相率為0.5，壓下率為0.8mm/m，壓下量占總壓下量的20％；在距離結(jié)晶器上口23米處進行第二輕壓下，且控制固相率為0.8，壓下率為2.3mm/m，壓下量占總壓下量的50％；在距離結(jié)晶器上口26米處進行第三輕壓下，且控制固相率為0.95，壓下率為2.8mm/m，壓下量占總壓下量的30％?？倝合铝咳绫?所示。

在上述方坯連鑄中，控制恒定拉速為0.85m/min，比水量為0.21L/kg，鋼水過熱度控制在20℃；控制結(jié)晶器的電磁攪拌參數(shù)、凝固末端電磁攪拌參數(shù)如表2所示。

(4)鑄坯緩冷。緩冷溫度為600℃，緩冷時間為48小時。

(5)加熱軋制。

加熱中，高溫段加熱的工藝條件如表2所示。得到軸承鋼。

所得軸承鋼的碳化物帶狀組織如圖1所示，并對其碳偏析情況進行測試，其測試結(jié)果如表4所示。

2、軸承套圈的生產(chǎn)過程如下：

步驟S1：將上述軸承鋼作為套圈毛坯(壁厚如表3所示)，進行加熱鍛造，鍛造溫度1100℃。

步驟S2：再進行球化退火。

步驟S3：接著進行車加工。

步驟S4：然后進行淬回火。淬火溫度、加熱保溫時間如表3所示，采用淬火油冷卻，淬火油溫度、油槽攪拌速度如表3所示；回火溫度、回火時間如表3所示。

步驟S5：進行磨加工，得到軸承套圈。

所得軸承套圈的屈氏組織圖如圖2所示，評級結(jié)果如表4所示。

實施例2

按照實施例1的方法進行，不同的是，所述輕壓下的工藝條件不同，具體的，沿所述鑄坯的長度延伸方向，在距離結(jié)晶器上口19米處進行第一輕壓下，且控制固相率為0.65，壓下率為0.6mm/m，壓下量占總壓下量的16％；在距離結(jié)晶器上口24米處進行第二輕壓下，且控制固相率為0.84，壓下率為2mm/m，壓下量占總壓下量的55％；在距離結(jié)晶器上口27米處進行第三輕壓下，且控制固相率為0.98，壓下率為2.6mm/m，壓下量占總壓下量的29％；且按照表1-表3的工藝條件進行。

所得軸承鋼以及所得軸承套圈的性能測試結(jié)果如表4所示。

實施例3

按照實施例1的方法進行，不同的是，所述輕壓下的工藝條件不同，具體的，沿所述鑄坯的長度延伸方向，在距離結(jié)晶器上口21米處進行第一輕壓下，且控制固相率為0.6，壓下率為1mm/m，壓下量占總壓下量的24％；在距離結(jié)晶器上口22米處進行第二輕壓下，且控制固相率為0.72，壓下率為2.5mm/m，壓下量占總壓下量的45％；在距離結(jié)晶器上口25米處進行第三輕壓下，且控制固相率為0.85，壓下率為3mm/m，壓下量占總壓下量的31％；且按照表1-表3的工藝條件進行。

所得軸承鋼以及所得軸承套圈的性能測試結(jié)果如表4所示。

實施例4

按照實施例1的方法進行，不同的是，方坯連鑄中由上往下四段冷卻的水量不同，具體分別占冷卻總水量的45％、22％、20％、13％。

所得軸承鋼以及所得軸承套圈的性能測試結(jié)果如表4所示。

實施例5

按照實施例1的方法進行，不同的是，方坯連鑄的條件不同，具體的，控制恒定拉速為0.65m/min，比水量為0.28L/kg。

所得軸承鋼以及所得軸承套圈的性能測試結(jié)果如表4所示。

對比例1

按照實施例1的方法進行，不同的是，所述輕壓下的工藝條件不同，具體的，采用三段式輕壓下，沿所述鑄坯的長度延伸方向，在距離結(jié)晶器上口20米處進行第一輕壓下，且控制固相率為0.5，壓下量為0mm；在距離結(jié)晶器上口23米處進行第二輕壓下，且控制固相率為0.7，壓下量占總壓下量的33％；在距離結(jié)晶器上口26米處進行第三輕壓下，且控制固相率為0.85，壓下量占總壓下量的67％。

所得軸承鋼以及所得軸承套圈的性能測試結(jié)果如表4所示。

對比例2

按照實施例1的方法進行，不同的是，所述輕壓下的工藝條件不同，具體的，采用兩段式輕壓下，沿所述鑄坯的長度延伸方向，在距離結(jié)晶器上口21米處進行第一輕壓下，且控制固相率為0.55，壓下量占總壓下量的33％；在距離結(jié)晶器上口26米處進行第三輕壓下，且控制固相率為0.8，壓下量占總壓下量的67％。

所得軸承鋼以及所得軸承套圈的性能測試結(jié)果如表4所示。

表1軸承鋼化學(xué)組成/wt％

表2軸承鋼主要生產(chǎn)工藝

表3軸承套圈主要熱處理工藝

表4軸承鋼及軸承套圈主要性能

從上述實施例和對比例可知，采用本發(fā)明的實施例，所得的軸承鋼和軸承套圈的表4所示的性能均明顯更優(yōu)。其中，通過實施例1和對比例1-2對比可知，僅采用本發(fā)明特定的輕壓下工藝，才能實現(xiàn)本發(fā)明的效果。通過實施例1和實施例4對比可知，采用本發(fā)明的優(yōu)選四段冷卻的方案，所獲得的效果更優(yōu)。通過實施例1和實施例5對比可知，采用本發(fā)明的優(yōu)選大拉速、小比水量相適配的方案，所獲得的效果更優(yōu)。

軸承鋼及其生產(chǎn)方法和軸承套圈及其生產(chǎn)方法.pdf