一种轴承钢管的热加工生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种轴承钢管的热加工生产工艺，降低生产成本加工出成品管内外表面光洁平整，没有出现裂纹、折叠、结疤等缺陷；晶粒细小，组织致密，碳化物细小且弥散均匀，内外壁脱碳层厚度都小于0.5mm，符合GB/T18254－2002标准要求，经弯曲、压扁试验，没有出现裂纹，符合GB/T246标准的轴承钢管。
【专利说明】-种轴承钢管的热加工生产工艺
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种钢管的生产工艺【技术领域】，尤其是一种轴承钢管的热加工生产工 艺。
【背景技术】
[0002] 目前，公知的轴承钢管一般采用实心圆棒锻坯或轧坯，加热到116(T1180°C，经穿 孔生产为热轧管；或者热轧管球化退火后，再经冷轧、冷拔工艺生产出规格较小且精度更高 的冷乳、冷拔管。实心铸造坯在斜乳穿孔时，毛管内表面金属变形剧烈，若其内部组织不好， 则容易产生裂纹、内折等缺陷。采用锻坯、乳坯可以改善铸坯内部组织，提高塑性，消除穿孔 时内表面的缺陷，但是无疑又增大了生产成本。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是在于提供一种轴承钢管的热加工生产工艺，降低生产成本加工出 成品管内外表面光洁平整，没有出现裂纹、折叠、结疤等缺陷；晶粒细小，组织致密，碳化物 细小且弥散均匀，内外壁脱碳层厚度都小于〇· 5mm，符合GB/T18254 - 2002标准要求，经弯 曲、压扁试验，没有出现裂纹，符合GB/T246标准的轴承钢管。
[0004] 本发明为完成上述发明目的采用如下技术方案： a、 离心坯的制备：离心铸造流程为合金熔炼一管模加热一涂料管模一上挡板一钢液浇 注一管模冷却一拆挡板一拔管一清渣一加工，离心坯料的制备过程及要点：其中用火焰从 外壁加热管模，预热至20(Γ260?，在管模内表面喷涂液态涂料，涂料厚度1. 8~2. 2ram，提高 管模的旋转速度至75(T800r/min，浇注合金液，浇注温度153(Tl560°C，且在整个浇注过程 中，保证型腔内时刻充满保护气体； b、 斜乳工艺：空心坯加热时间系数为〇. 4~0. 6min/mm，加热温度为1130~1160°C，顶头 前压下率在5%左右，减小一次咬入到坯料接触顶头的距离，同时，采用1. 06~1. 08mm小椭圆 度，12°送进角，减少管坯在变形区的旋转次数，限制金属的横向宽展，降低管坯中心区的 横向拉应力，增大轴向延伸，使毛管承受的交变应力大大减小，采用轧制速度为0. 2~0. 3m/ s ； C、热乳正火态的组织及硬度：GCrl5无缝钢管的终轧温度为79(T840°C ; d、 球化退火工艺：球化退火工艺加热到79(T810°C，保温4~5h，然后关闭炉子，随炉冷 却到500 °C左右，出炉空冷； e、 淬火回火工艺：淬火工艺加热到830?840°C，保温40min，油淬，淬火组织为马氏体+ 颗粒状碳化物+残留奥氏体，低温回火工艺加热到165~175°C，保温:T4h，出炉空冷。
[0005] 由上可见，与现有技术相比，应用本发明的技术方案，有如下有益效果：降低了生 产成本、加工出成品管内外表面光洁平整、无裂纹、折叠、结疤缺陷，晶粒细小、组织致密、碳 化物细小且弥散均匀，内外壁脱碳层厚度都小于0. 5mm，经弯曲、压扁试验，没有出现裂纹的 轴承钢管。
【专利附图】
【附图说明】
[0006] 图1是离心浇注过程示意图；图中：1、接保护气体，2、中间包，3、浇注端挡板，4、管 模，5、非浇注端挡板， 6、保护气体。
【具体实施方式】
[0007] 离心坯的制备：离心铸造流程为合金熔炼一管模加热-涂料管模一上挡板一钢液 浇注一管模冷却一拆挡板一拔管一清渣一加工。离心坯料的制备过程及要点：①起动离心 机，使管模旋转运动。②用火焰从外壁加热管模，预热至20(T26(TC。③在管模内表面喷 涂液态涂料，涂料厚度1.8~2. 2mm。④继续对管模加热，促使涂料中的水分完全蒸发。⑤ 用挡板将管模两端堵住，形成封闭的环形型腔。⑥提高管模的旋转速度至750?800r/min。 ⑦将氩气吹入管模，清除里面存在的空气，减小氧化、气孔倾向。⑧浇注合金液，浇注温度 153(Γ?5 6〇?，且在整个浇注过程中，保证型腔内时刻充满保护气体^⑨浇注完成后，待钢液 均勻铺开，打开冷却水装置，促使钢液快速凝固，形成离心坯，离心浇注过程如图1所示。钢 液全部凝固后停止冷却，并关闭离心装置。将管模两端的挡板打开，将管坯从管模内推出， 去除管坯内表面的渣层，球化退火后，对管坯内外表面进行加工，以去除内外表面的铸造缺 陷，制备成乳制所需管坯。
[0008] 斜乳工艺：采用离心浇注工艺生产出的空心管坯，内部组织致密，性能超过一般的 空心铸造管坯，可根据离心铸造空心坯的特点，设定适当的工艺方案进行生产。变形方案 采用两次穿乳定径流程，第一次穿乳定径采用较小的变形比，用于改善离心坯铸态组织，提 高塑性。第二次穿轧定径采用大的变形比，用于生产出合格的成品管。空心坯穿孔时不存 在二次咬入的阻力，合适的压下量不易发生前卡现象。顶头位置可以取大些，顶头前压下 率在5%左右，减小一次咬入到坯料接触顶头的距离。同时，采用1.06?1.08mm小椭圆度， 12°送进角，减少管坯在变形区的旋转次数，限制金属的横向宽展，降低管坯中心区的横向 拉应力，增大轴向延伸，使毛管承受的交变应力大大减小，并且采用较小的乳制速度，一般 为0. 2~0· 3m/s，保证金属在孔型内流动的均匀性，杜绝了毛管内壁产生裂纹、内折缺陷。生 产过程中，必须确保工模具的表面质量，随时检查，加强润滑，确保钢管表面不会因工模具 粘钢或凸起导致管子表面划伤、凹坑等缺陷。定径机前开高压水除鳞，压力为Η?15MPa，消 除外壁的氧化皮、麻点。定径机各机架变形量分配要均匀，起始机架减径率要小些，工作机 架减径率最大，均整机架减径率从最大值逐渐变小。各机架间的张力系数也要合理分配，伴 随机架减径量特点，从小变大，再从最大变最小，与机架减径率变形节奏类似，确保金属轴 向流动和横向流动的均匀稳定，预防壁厚不均。采用小的变形比，离心铸造坯料经过第一次 穿、乳、定后，原始组织状态得到改善，晶粒破碎，组织致密性提高，穿轧塑性得到大大改善， 随后进行第二次穿轧定径工序。
[0009]热乳正火态的组织及硬度：GCrl5无缝钢管的终轧温度为790?84(TC。乳制冷却过 程中，二次渗碳体沿着奥氏体晶界首先析出，碳化物呈细小弥散分布的网状，随后奥氏体转 变为渗碳体和铁素体片层相间的细小珠光体。终乳温度越低，网状碳化物被打碎，变形的奥 氏体晶粒来不及再结晶，晶粒越细小，碳化物分布越弥散细小,乳后空冷组织为细小的珠光 体+渗碳体+细小网状碳化物。组织决定性能，细小的珠光体导致热乳空冷态轴承钢具有 较高的硬度，较大的脆性，矫直时管子产生脆性断裂，硬度值如表i所示。s i热乳态钢管 硬度（HRC)
【权利要求】
1. 一种轴承钢管的热加工生产工艺，其特征为采用如下技术方案： a、 离心坯的制备：离心铸造流程为合金熔炼一管模加热一涂料管模一上挡板一钢液浇 注一管模冷却一拆挡板一拔管一清渣一加工，离心坯料的制备过程及要点：其中用火焰从 外壁加热管模，预热至20(T26(rC，在管模内表面喷涂液态涂料，涂料厚度1. 8~2. 2mm，提高 管模的旋转速度至75(T800r/min，浇注合金液，浇注温度153(Tl560°C，且在整个浇注过程 中，保证型腔内时刻充满保护气体； b、 斜乳工艺：空心述加热时间系数为0. 4~0. 6min/mm，加热温度为1130~1160°C，顶头 前压下率在5%左右，减小一次咬入到坯料接触顶头的距离，同时，采用1. 06~1. 08mm小椭圆 度，12°送进角，减少管坯在变形区的旋转次数，限制金属的横向宽展，降低管坯中心区的 横向拉应力，增大轴向延伸，使毛管承受的交变应力大大减小，采用轧制速度为0. 2~0. 3m/ s ； c、 热轧正火态的组织及硬度：GCrl5无缝钢管的终轧温度为79(T840°C ; d、 球化退火工艺：球化退火工艺加热到79(T810°C，保温4~5h，然后关闭炉子，随炉冷 却到500°C左右，出炉空冷； e、 淬火回火工艺：淬火工艺加热到83(T840°C，保温40min，油淬，淬火组织为马氏体+ 颗粒状碳化物+残留奥氏体，低温回火工艺加热到165~175°C，保温:T4h，出炉空冷。
【文档编号】C21D8/10GK104232869SQ201310094799
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年3月25日 优先权日:2013年3月25日
【发明者】曹志华 申请人:洛阳洛北重工机械有限公司