专利名称：：降低轴承钢盘条碳化物网状级别的方法
技术领域：
：本发明属于钢材线材的生产加工领域，具体地指一种降低轴承钢盘条碳化物网状级别的方法。
背景技术：
：高碳铬轴承钢盘条主要是用于制造轴承滚动体的材料，高碳铬轴承钢的组织是在马氏体基体上分布着过剩的碳化物，这是因为高碳铬轴承钢中的碳含量高，且还含有一定量的铬，铸坯中有大量的共晶碳化物，这些碳化物在钢坯加热时，大部分回熔到奥氏体中，但有少量碳化物未熔，且己熔部分在轧制时或轧后冷却时再次析出，形成碳化物液析、碳化物带状、碳化物网状组织。轴承在使用过程中，会因表皮碳化物的剥落而降低其耐磨性，会因内部碳化物颗粒增强裂纹敏感性，会因疲劳裂纹的产生扩展而降低疲劳寿命。碳化物网状是在钢中沿奥氏体晶粒边界析出呈网络分布的过剩二次碳化物。实际生产中，轴承钢坯通过加热、轧制及冷却，虽可降低碳化物网状级别，但很难完全消除钢中碳化物网状。故国标《高碳铬轴承钢》GB/T18254-2002中规定轴承钢盘条碳化物网状《2.5级。在本发明之前，获得控制高碳铬轴承钢盘条碳化物的方法有大连金牛股份有限公司的中国发明专利，其申请号为01113948.X，申请日为2001年5月9日，发明名称为《直接拉拔用高碳铬轴承钢线材及制造方法》；以及韩国浦项钢铁公司的专利Korea.No.KR100340542B，申请日为2002年BALLHAVINGEXCELLENTFATIGUELIFE》，前一种制造方法主要体现在改变GCrl5成分配比，通过控制轧制、控制冷却新工艺，使热轧轴承钢线材轧后获得细化晶粒、均匀分布的细片状珠光体和索氏体组织，线材轧后抗拉强度ab二12501500MPa、断面收縮率(V)20~35%，碳化物网状1.0级2.0级，可提高所制造滚动体的使用寿命。后一种工艺方法所提供的是一种采用小方坯轧制、具有优异疲劳特性、縮小碳化铬尺寸、高硬度用于滚动体轴承钢线材的生产方法，包括加热、轧制、冷却、退火处理的工艺参数。上述两种方法虽然一定程度上能控制轴承钢碳化物级别，但是他们的不足之处在于其产品碳化物网状级别依然只能维持在^1.0级，使得轴承钢的耐摩性和使用寿命不能得到很好优化。对常规的高碳铬轴承钢线材轧制时如何的控制碳化物网状级别，确保工业化大批量生产的盘条中碳化物网状《1.0级，是钢铁科研人员至今为止一直在努力探索的难题。
发明内容本发明的目的就是要提供一种降低轴承钢盘条碳化物网状级别的方法，以增加钢的耐磨性和使用寿命。为实现上述目的，本发明采用"精轧三段控冷"的新工艺，即通过在精轧过程中采用预水冷、水冷和风冷等措施，使轧件在不同温度段以不同的速度冷却，来控制盘条中碳化物网状级别。其具体工艺依次包括如下步骤1)首先，对轴承钢连铸钢坯进行加热升温，在1030113(TC高温再结晶区进行粗轧、中轧和预精轧处理，使轧件的累计延伸率n「65120倍；2)其次，对轧件进行预水冷处理，冷却速度控制在1040°C/s，冷却时间控制在0.8~2.2s;3)然后，对轧件进行410道次的精轧处理，精轧的开轧温度控制在900~950°C，精轧的终轧温度控制在920~990°C;4)再对轧件进行水冷处理，开始冷却温度控制在920~990°C，冷却速度控制在50~350°C/S，冷却结束后进行吐丝的温度控制在760~820°C，再制成散巻；5)最后对散巻进行风冷处理，风冷速度控制在210'C/s，散巻出风冷辊道的集巻温度控制在330450°C，置于环境空气中冷却至常温，即可制得碳化物网状级别低的轴承碳钢热轧盘条。5作为本发明的改进方案，在步骤2)中，冷却速度控制在15~25°C/s，冷却时间控制在1.0~2.0s。作为本发明的进一步改进，步骤4)中对轧件进行水冷处理时的冷却速度在60290°C/s更进一步的，步骤4)中对轧件进行水冷处理时，冷却结束后按盘条直径不同分别控制吐丝的温度直径0<9.5mm的盘条温度控制在780~820°C;直径(D》9.5mm的盘条温度控制在760810°C。作为本发明的再改进方案，在步骤5)中对散巻进行风冷处理时的风冷速度控制在3~8°C/s，更好的可以控制在46°C。本发明的操作步骤中，对轴承钢轧件在精轧前预水冷、精轧后水冷及散巻风冷控制是本发明的关键，本发明对制备工艺参数控制的作用机理如下第一，精轧前的预水冷调节了轧件内部及表面的温度，同时控制轧件进精轧机组的温度。第二，精轧后的水冷对奥氏体进行快速冷却，可细化奥氏体晶粒度，同时也阻止了原有碳化物和已析出的渗碳体聚集长大，细化了碳化物颗粒尺寸。第三，精轧后的水冷能加快奥氏体向珠光体、渗碳体组织转变的相变速率，并且使大部分析出的渗碳体均匀弥散分布在珠光体基体中，大大减少渗碳体在奥氏体晶界析出，即减少碳化物网状数量。第四，对散巻进行风冷处理，抑制了相变后珠光体、渗碳体晶粒的长大速度，降低了碳化物网状级别。利用本发明的方法，在生产过程中能控制不同温度段的轧件冷却速度，从而使轴承钢盘条中碳化物细化并均匀弥散分布于基体中，降低了碳化物级别，能增强轴承的耐摩性和延长其使用寿命。利用本发明方法生产的过程中能控制钢中碳化物网状级别，按国标《高碳铬轴承钢》GB/T18254-2002判定，90%轴承钢盘条碳化物网状《1.0级。同时本发明操作方便、易于控制，能适应大规模、大批量生产的要求。具体实施例方式下面结合具体实施例，对本发明作进一步的详细说明实施例l:生产直径014mm规格热轧盘条的方法1)加热150mmxl50mm连铸高碳铬轴承钢坯，在U3(TC的高温再结6晶区开轧，进行粗轧、中轧及预精轧，通过17架轧机轧制后，轧件的直径为①20.8mm、面积为339.8mm2，累计延展率n尸66.2倍；2)预精轧结束后进行穿水冷却(预水冷)，以调节钢坯心部及表面的温度，预水冷的冷却速度控制在25"C/s，冷却时间为2.0s;3)进行4道次精轧处理，精轧开轧温度为950°C，精轧结束后其温度为990。C(终轧温度);4)精轧结束后对轧件进行穿水加速冷却，开始冷却温度为990°C，冷却速度控制在60°C/s，水冷结束后进行吐丝的温度控制在810°C，制成散巻；5)对散巻再进行风冷处理，通过调节冷却风机的开口度，使送风量为额定量的72%，冷却速度为6°C/s，风冷辊道速度为0.85m/s，风冷时间为9L6s，散巻出风冷棍道时的集巻温度是330。C，空冷至常温。实施例2:生产直径(D5.5mm规格热轧盘条的方法1)加热150mmxl50mm连铸轴承钢方坯，至103(TC开轧，进行粗轧、中轧、预精轧后，轧件的直径为<D16mm、面积为201.lmm2，累计延展率n产111.9倍；2)预精轧结束后进行穿水冷却(预水冷)，以调节钢坯心部及表面的温度，预水冷的冷却速度控制在15°C/s，冷却时间为2.2s;3)进行10道次精轧，精轧开轧温度为900°C，精轧结束后的温度为920°C(终轧温度)；4)精轧结束后对轧件进行穿水加速冷却，开始冷却温度为920°C，冷却速度控制在290°C/S，水冷结束后进行吐丝的温度控制在78(TC，制成散巻；5)对散巻再进行风冷处理，通过调节冷却风机的开口度，使送风量为额定量的50%,冷却速度为4°C/s，风冷辊道速度为0.74m/s，风冷时间为114.3s,散巻出风冷棍道时的集巻温度是350。C，空冷至常温。实施例3:生产直径08mm规格热轧盘条的方法1)加热150mmxl50mm连铸轴承钢方坯，至1092。C开轧，进行粗轧、中轧、预精轧后，轧件的直径为018.5mm、面积为268.6mm2，累计延展率n产83.7倍;2)预精轧结束后进行穿水冷却(预水冷)，以调节钢坯心部及表面的温度，预水冷的冷却速度控制在40°C/s，冷却时间为0.8s;3)进行8道次精轧，精轧开轧温度为940°C，精轧结束后的温度为950°C(终轧温度)；4)精轧结束后对轧件进行穿水加速冷却，开始冷却温度为950°C，冷却速度控制在300°C/s，水冷结束后进行吐丝的温度控制在78(TC，制成散巻；5)对散巻再进行风冷处理，通过调节冷却风机的开口度，使送风量为额定量的60%，冷却速度为8°C/s，风冷辊道速度为0.82m/s，风冷时间为103s，散巻出风冷棍道时的集巻温度是350'C，空冷至常温。实施例4:生产直径(D10mm规格热轧盘条的方法1)加热150mmxl50mm连铸轴承钢方坯，至1095"C开轧，进行粗轧、中轧、预精轧后，轧件的直径为018.5mm、面积为268.6mm2，累计延展率n产85.3倍；2)预精轧结束后进行穿水冷却(预水冷)，以调节钢坯心部及表面温度，预水冷处理的冷却速度控制在25'C/s，冷却时间为l.Os;3)进行6道次精轧，精轧开轧温度为933°C，精轧结束后的温度为941°C(终轧温度)；4)精轧结束后对轧件进行穿水加速冷却，开始冷却温度为94rc，冷却速度控制在230'C/s，水冷结束后进行吐丝的温度控制在810°C，制成散巻；5)对散巻再进行风冷处理，通过调节冷却风机的开口度，使送风量为额定量的50%，冷却速度为4.6°C/s，风冷辊道速度为0.80m/s，风冷时间为103s，散巻出风冷棍道时的集巻温度是336"C，空冷至常温。对本发明方法制得的产品进行质量检测时，对上述四个实施例的产品各取5组样品分别进行碳化物网状级别、拉拔效果等性能进行试验，获得的质量测试结果见表l:8表1:实施例1~4的产品质量测试结果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>注碳化物网状检测数量及评级标准均按国标《高碳铬轴承钢》GB/T18254-2002执行。从表1结果可见，采用本发明的"精轧三段控冷"工艺方法生产加工的规格为05.514mm的高碳铬轴承钢热轧盘条，20组试样中产品的碳化物网状级别仅有一组试样为1.5级，其余产品的碳化物网状《1.0级，比现行国标(GB/T18254-2002)要求碳化物网状《2.5级标准有大幅度降低，证实了采用本发明生产的轴承钢盘条的碳化物网状级别可以控制在《1.0级，从而能增强轴承的耐摩性和延长其使用寿命。权利要求1.一种降低轴承钢盘条碳化物网状级别的方法，其特征在于该方法依次包括如下步骤1)首先对轴承钢连铸钢坯进行加热升温，在1030～1130℃的温度下进行粗轧、中轧和预精轧处理，使轧件的累计延伸率n1＝65～120倍；2)其次对轧件进行预水冷处理，冷却速度控制在10～40℃/s，冷却时间控制在0.8～2.2s；3)然后对轧件进行4～10道次精轧处理，开轧温度控制在900～950℃，终轧温度控制在920～990℃；4)再对轧件进行水冷处理，冷却速度控制在50～350℃/s，吐丝温度控制在760～820℃，制成散卷；5)最后对散卷进行风冷处理，风冷速度控制在2～10℃/s，散卷出风冷辊道的集卷温度控制在330～450℃，置于环境空气中冷却至常温。2.根据权利要求l所述的降低轴承钢盘条碳化物网状级别的方法，其特征在于所说的步骤2)中，冷却速度控制在15~25°C/s，冷却时间控制在1.02.0s。3.根据权利要求1或2所述的降低轴承钢盘条碳化物网状级别的方法，其特征在于所说的步骤4)中，冷却速度控制在60~290°C/S。4.根据权利要求1或2所述的降低轴承钢盘条碳化物网状级别的方法，其特征在于所说的步骤4)中，对直径Ox9.5mm的盘条，其吐丝温度控制在780820°C;对直径0》9.5mm的盘条，其吐丝温度控制在760810°C。5.根据权利要求3所述的降低轴承钢盘条碳化物网状级别的方法，其特征在于所说的步骤4)中，对直径dx9.5mm的盘条，其吐丝温度控制在780~820°C;对直径0》9.5mm的盘条，其吐丝温度控制在760810°C。6.根据权利要求1或2所述的降低轴承钢盘条碳化物网状级别的方法，其特征在于所说的步骤5)中，风冷速度控制在38"C/s。7.根据权利要求3所述的降低轴承钢盘条碳化物网状级别的方法，其特征在于所说的步骤5)中，风冷速度控制在38"C/s。8.根据权利要求4所述的降低轴承钢盘条碳化物网状级别的方法，其特征在于所说的歩骤5)中，风冷速度控制在3~8°C/s。9.根据权利要求5所述的降低轴承钢盘条碳化物网状级别的方法，其特征在于所说的步骤5)中，风冷速度控制在3~8°C/s。10.根据权利要求9所述的降低轴承钢盘条碳化物网状级别的方法，其特征在于所说的步骤5)中，风冷速度控制在46。C/s。全文摘要本发明公开了一种降低轴承钢盘条碳化物网状级别的方法，包括如下步骤首先对轴承钢连铸钢坯进行加热升温，在1030～1130℃的温度下进行粗轧、中轧和预精轧处理，使轧件的累计延伸率n<sub>1</sub>＝65～120倍；其次对轧件进行预水冷处理，冷却速度控制在10～40℃/s，冷却时间控制在0.8～2.2s；然后对轧件进行4～10道次精轧处理，开轧温度控制在900～950℃，终轧温度控制在920～990℃；再对轧件进行水冷处理，冷却速度控制在50～350℃/s，吐丝温度控制在760～820℃，制成散卷；最后对散卷进行风冷处理，风冷速度控制在2～10℃/s，散卷出风冷辊道的集卷温度控制在330～450℃，置于环境空气中冷却至常温。采用本方法生产出的产品有95％的碳化物网状级别≤1.0级，平均级别为0.95级，可增加钢的耐磨性和使用寿命。文档编号C21D8/06GK101586182SQ20091006266公开日2009年11月25日申请日期2009年6月16日优先权日2009年6月16日发明者云关,劭主彪,坤吕,吴卫明,吴爱美,张贤忠,张青山,徐冠宇,敏曾,媛李,杨友明,熊玉彰,许竹桃,陈庆丰申请人:武汉钢铁(集团)公司