專利名稱：一種高碳鉻不銹軸承鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于合金材料領(lǐng)域，指一種軸承鋼，特別是指一種高碳鉻不銹軸承鋼。
背景技術(shù)：
軸承鋼分為高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、高碳鉻不銹軸承鋼和高溫軸承鋼四大類。在軸承零部件中，轉(zhuǎn)動(dòng)部分一般以暴露于比較溫和的腐蝕環(huán)境中使用，根據(jù)其使用要求，有時(shí)不能使用防銹劑和潤滑劑。因此，現(xiàn)軸承鋼使用狀態(tài)下的組織體應(yīng)當(dāng)是回火馬氏體基體上均勻分布著細(xì)小的碳化物顆粒。軸承破壞最常見形式為接觸疲勞破壞，主要是因?yàn)楫a(chǎn)生局部應(yīng)力而出現(xiàn)疲勞裂紋的發(fā)生和發(fā)展。通過研究表明，軸承的接觸疲勞破壞同軸承鋼內(nèi)的潔凈度和D類物質(zhì)的夾雜量有關(guān)?，F(xiàn)國外技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)軸承鋼內(nèi)的氧含量低于10PPM，國內(nèi)也有少數(shù)廠家能夠?qū)崿F(xiàn)這一要求，現(xiàn)也有理論宣稱軸承鋼的目標(biāo)為無氧或氧含量低于5PPM，實(shí)現(xiàn)真正的潔凈度，然而當(dāng)氧的含量低于7PPM時(shí)，其接觸疲勞性能并沒有因?yàn)檠鹾康慕档投黾?，軸承鋼內(nèi)的D類物質(zhì)夾雜成為影響軸承鋼疲勞裂紋的發(fā)生和發(fā)展的主要因素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高碳鉻不銹軸承鋼技術(shù)方案，通過本技術(shù)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)提高軸承潔凈度，降低軸承鋼中的氧含量，提高軸承鋼的抗疲勞裂紋，延長軸承的壽命。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種高碳鉻不銹 軸承鋼，其組成按重量百分比為，O. 9-0. 95%的碳，O. 80-0. 85%的硅，O. 3-0. 35%的錳，小于O. 025%的硫，小于O. 02%的磷，O. 15-0. 3%的鑰，3. 5-4. 0%的鉻，O. 01-0. 02% 的氮，O. 1-0. 2% 的鎳，O. 02-0. 03% 的鈮，O. 02-0. 03% 的釩及余量的鐵。所述高碳鉻不銹軸承鋼，還包含有組成按重量百分比低于O. 03%的鋁。所述高碳鉻不銹軸承鋼，還包含有組成按重量百分比低于O. 01%的鈦。所述高碳鉻不銹軸承鋼，其氧含量低于15PPM。所述的錳、鑰、鉻、鎳、鈮和釩分別以錳鐵中間合金、鑰鐵中間合金、鉻鐵中間合金、鎳鐵中間合金、鈮鐵中間合金及釩鐵中間合金的方式加入。所述高碳鉻不銹軸承鋼中馬氏體中的碳含量按重量百分比為O. 4-0. 45%。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果為1、通過本技術(shù)方案，有利于脫氧效果，提高軸承鋼的潔凈度，降低軸承鋼中的氧含量。2、通過在軸承鋼中加入氮，起到強(qiáng)化元素的作用。
具體實(shí)施例方式以下通過實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案，應(yīng)當(dāng)理解的是，以下的實(shí)施例僅能解釋為是對本發(fā)明技術(shù)方案的解釋和說明而不能解釋為是對本發(fā)明技術(shù)方案的限制。
在本發(fā)明中，碳的作用一部分存在于馬氏體基體中以強(qiáng)化馬氏體；另一部分形成足夠數(shù)量的碳化物以獲得所要求的耐磨性能，但過高的碳含量會(huì)增加碳化物的分布不均勻，且易生成網(wǎng)狀碳化物而降低其性能；若碳含量過低則不能形成足夠的馬氏體，形成碳化物的量不足。碳化物通能以細(xì)小質(zhì)點(diǎn)均勻分布于鋼基體組織中，即可提高鋼的回火穩(wěn)定性又可提高鋼的硬度，進(jìn)而提高鋼的耐磨性和接觸疲勞強(qiáng)度。鉻的作用有利于提高鋼的淬透性和鋼的耐腐蝕性能，鋼中部分鉻形成的合金滲碳體(Fe，CiO3C在淬火加熱時(shí)溶解度較慢，可減少過熱傾向，經(jīng)熱處理后可以得到較細(xì)的組織。加入其它合金元素以提高淬透性，適量的硅還能明顯提高鋼的強(qiáng)度和彈性極限。加入釩，一部分溶于軸承鋼中的奧氏體中以提高淬透性；另一部分形成碳化釩以提高鋼的耐磨性能并防止過熱形變。硅和錳有破壞和減小網(wǎng)狀碳化物的作用。在本發(fā)明中通過提高硅的含量并加入釩和鈮來達(dá)到抗軟化和穩(wěn)定尺寸的目的。在本發(fā)明的技術(shù)方案中，加入氮一部分作用于軸承鋼中的奧氏體中以提高耐蝕性能，另一部分作用于馬氏體中起到強(qiáng)化元素作用。本發(fā)明的技術(shù)方案主要是采用電爐初煉鋼液、底吹氬鋼包爐精煉、真空爐脫氣及模鑄工藝；第一步，在EBT型電爐中進(jìn)行鋼液的初煉；首先加入經(jīng)過計(jì) 算的鐵、鐵鉻中間合金的一半及鐵釩中間合金，通電熔化金屬原材料，輸入氧氣加速熔化；待原料熔化后噴入焦碳粉造泡沫渣，造渣高度為550-650mm，并及時(shí)流渣并補(bǔ)加石灰，以降低出鋼時(shí)的磷含量；鋼液溫度在1610-1620°C時(shí)保溫30分鐘后采用留鋼留渣方式出鋼，留鋼量為總出鋼量的8-10%，出渣量為總渣量的10-15% ；電爐出鋼時(shí)在鋼包內(nèi)進(jìn)行合金化及脫氧操作，當(dāng)出鋼量達(dá)到總出鋼量的50%左右時(shí)向鋼包內(nèi)加入錳鐵中間合金、鑰鐵中間合金、余下的鉻鐵中間合金、鎳鐵中間合金及鈮鐵中間合金；第二步在容量與電爐相匹配的LF鋼包精煉爐中，按單渣法脫氧、脫硫及脫除雜物；在精煉全過程進(jìn)行底吹氬精煉鋼液，在吹氬氣過程中控制鋼液不裸露渣面，并采用鐵硅粉進(jìn)行頂渣的鋼液擴(kuò)散脫氧，控制溫度在1610-1620°C，并在吹入的氬氣中加入按體積比為3 1的純氮?dú)?-5分鐘后進(jìn)入VD工位，在此工序中不加入鋁線；第三步，在VD真空爐中對鋼液進(jìn)行真空處理，在此過程中避免鋼液產(chǎn)生大的沸騰，在真空度達(dá)到80-120帕后保持20-25分鐘后吹入氬氣與氮?dú)獾幕旌蠚怏w15-20分鐘清洗及強(qiáng)化鋼液，混合氣體為氬氣中加入按體積比為3 1的純氮?dú)?；?dāng)鋼液溫度在1520-1530°C時(shí)開始進(jìn)行澆鑄；第四步，澆鑄，在澆鑄及后期的冷卻全過程中進(jìn)行氬氣全封閉保護(hù)澆鑄；在冷卻過程中，首先進(jìn)行恒溫冷卻到910-930°C后進(jìn)行模具內(nèi)冷卻。通過本技術(shù)方案生產(chǎn)的軸承鋼，其氧含量低于15PPM。所述的錳、鑰、鉻、鎳、鈮和釩分別以錳鐵中間合金、鑰鐵中間合金、鉻鐵中間合金、鎳鐵中間合金、鈮鐵中間合金及釩鐵中間合金的方式加入。所述高碳鉻不銹軸承鋼中馬氏體中的碳含量按重量百分比為O. 4-0. 45%。在本發(fā)明的技術(shù)方案中，其生產(chǎn)工藝過程相同，區(qū)別為鋼材的原材料組成的區(qū)別。實(shí)施例一一種高碳鉻不銹軸承鋼，其組成按重量百分比為，O. 9%的碳，O. 80%的硅，O. 3%的錳，小于O. 025%的硫，小于O. 02%的磷，O. 15%的鑰，3. 5%的鉻，O. 01%的氮，O. 1%的鎳，O. 02%的銀，O. 02%的f凡及余量的鐵。實(shí)施例二一種高碳鉻不銹軸承鋼，其組成按重量百分比為，O. 95%的碳，O. 85%的硅，O. 35%的錳，小于O. 025%的硫，小于O. 02%的磷，O. 3%的鑰，4. 0%的鉻，O. 02%的氮，O. 2%的鎳，O. 03%的鈮，O. 03%的釩及余量的鐵。實(shí)施例三一種高碳鉻不銹軸承鋼，其組成按重量百分比為，O. 92%的碳，O. 8%的硅，O. 33%的錳，小于O. 025%的硫，小于O . 02%的磷，O. 20%的鑰，3. 8%的鉻，O. 015%的氮，O. 15%的鎳，O. 025%的鈮，O. 025%的釩、低于O. 03%的鋁、低于O. 01%的鈦及余量的鐵。
權(quán)利要求
1.一種高碳鉻不銹軸承鋼，其特征在于其組成按重量百分比為，O. 9-0. 95%的碳，O.80-0. 85% 的硅，O. 3-0. 35% 的錳，小于 O. 025% 的硫，小于 O. 02% 的磷，O. 15-0. 3% 的鑰，3.5-4. 0% 的鉻，O. 01-0. 02% 的氮，O. 1-0. 2% 的鎳，O. 02-0. 03% 的鈮，O. 02-0. 03% 的釩及余量的鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高碳鉻不銹軸承鋼，其特征在于還包含有組成按重量百分比低于O. 03%的鋁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述高碳鉻不銹軸承鋼，其特征在于所述高碳鉻不銹軸承鋼，還包含有組成按重量百分比低于0.01%的鈦。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述高碳鉻不銹軸承鋼，其特征在于所述高碳鉻不銹軸承鋼，其氧含量低于15PPM。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述高碳鉻不銹軸承鋼，其特征在于所述的錳、鑰、鉻、鎳、鈮和釩分別以錳鐵中間合金、鑰鐵中間合金、鉻鐵中間合金、鎳鐵中間合金、鈮鐵中間合金及釩鐵中間合金的方式加入。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述高碳鉻不銹軸承鋼，其特征在于所述高碳鉻不銹軸承鋼中馬氏體中的碳含量按重量百分比為O. 4-0. 45%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高碳鉻不銹軸承鋼，其組成按重量百分比為，0.9-0.95%的碳，0.80-0.85%的硅，0.3-0.35%的錳，小于0.025%的硫，小于0.02%的磷，0.15-0.3%的鉬，3.5-4.0%的鉻，0.01-0.02%的氮，0.1-0.2%的鎳，0.02-0.03%的鈮，0.02-0.03%的釩及余量的鐵。通過本技術(shù)方案，有利于脫氧效果，提高軸承鋼的潔凈度，降低軸承鋼中的氧含量。
文檔編號(hào)C22C38/48GK103045957SQ201310005099
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月6日
發(fā)明者胡國良 申請人:奉化市金燕鋼球有限公司