Grade6硬化轴承钢锻件的生产方法

摘要

本发明公开了一种Grade6硬化轴承钢锻件的生产方法，步骤为：选择钢坯下料；锻造：将钢坯加热至1140±10℃并保温5～6h，锻打时始锻温度为1140±10℃，终锻温度为930～940℃，总锻造比≥3.5:1，整个锻造过程在2个火次内完成，空冷至室温；球化退火：将锻件加热至810℃并保温，然后在炉内以15～35℃/h的冷却速度缓慢冷却至720℃并保温，再随炉冷却至550℃，最后出炉空冷至室温；无损探伤。本发明的优点在于：通过优化元素配比、锻造工艺和球化退火工艺可以有效解决锻件内部疏松、有裂纹，组织粗大等缺陷，提高综合性能。

说明书

技术领域

本发明涉及Grade6硬化轴承钢锻件的生产方法。

背景技术

轴承的寿命和可靠性非常关键，需要有高的抗塑性变形能力、高的抗摩擦及磨损性能、高的旋转精度及尺寸精度、好的尺寸稳定性，在一些特殊要求条件下，还需要耐高温、低温、防腐蚀和抗磁性性能等。如何让以上条件得到满足，最根本条件是要使得轴承锻件基体各项指标满足要求，即轴承锻件基体需要有良好碳化物尺寸、珠光体数量、网状碳化物、碳化物偏析、碳化物带状。

目前世界上有名的轴承制造商基本都在国外，原因是锻件质量达不到他们的质量要求，主要存在的问题是性能不过关，和内部有疏松、微裂纹、组织粗大等缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种Grade6硬化轴承钢锻件的生产方法，通过优化元素配比、及生产工艺来克服缺陷，提高性能。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：Grade6硬化轴承钢锻件的生产方法，其生产步骤如下：

下料：取化学成分及重量百分比为：C:0.9～1.05％，Si:0.2～0.4％，Mn:0.6～0.8％，P:≤0.025％，S:≤0.015％，Cr:1.65～1.95％，Mo:0.4～0.5％，Ni:≤0.25％，Al:≤0.05％，Cu:≤0.3％，Pb:≤0.002％，Ti:≤30ppm，As:≤0.04％，Ca:≤10ppm，H:≤2ppm，O:≤15ppm，Sn+Sb+As:≤0.075％，余量为Fe的钢坯为原料；

锻造：将钢坯预热后置入锻造炉内，将钢坯均匀加热至1140±10℃并保温5～6h，然后对钢坯进行锻打，始锻温度为1140±10℃，终锻温度为930～940℃，总锻造比≥3.5:1，整个锻造过程在2个火次内完成，钢坯经过锻打后形成锻件，然后打开炉门使锻件空冷至室温；

球化退火：将锻件放置到加热炉内均匀加热至810℃并保温，保温时间控制在1～1.5小时/英寸，锻件在炉内以15～35℃/h的冷却速度缓慢冷却至720℃并保温，保温时间控制在1～1.5小时/英寸(英寸为锻件的最大壁厚尺寸)，再随炉冷却至550℃，最后出炉空冷至室温；

无损探伤。

进一步的，前述的Grade6硬化轴承钢锻件的生产方法，其中，锻造过程中的加热速率控制在不高于125℃/h。

进一步的，前述的Grade6硬化轴承钢锻件的生产方法，其中，球化退火过程中的加热速率均控制在不高于150℃/h。

进一步的，前述的Grade6硬化轴承钢锻件的生产方法，其中，钢坯中各类非金属夹杂物应符合以下要求：A类夹杂物级别：细系≤2.0、粗系≤1.5，B类夹杂物级别：细系≤1.5、粗系≤0.5，不含有C类夹杂物，D类夹杂物级别：细系≤1.0、粗系≤1.0，Ds类夹杂物级别≤2。

本发明的优点在于：优化Mn、Cr、Mo的配比来提高淬透性、硬度及耐磨性，还能够稳定组织、细化晶粒。在锻造过程中将始锻温度控制在1140±10℃能够防止锻件过热、过烧而产生严重的网状碳化物，将终锻温度控制在930～940℃能够防止终锻温度过低而引起锻件开裂，终锻温度过高形成的晶粒粗大；整个锻造过程控制在2个火次内完成也可以有效防止脱碳层变厚，晶粒变粗，锻造比控制在≥3.5:1能够确保钢材结构紧密、且能打碎粗大的奥氏体晶粒使得夹杂物弥散分布，有效的消除带状组织，减轻各向异性，对提高性能指标奠定基础。通过均匀加热保温+炉冷+球化温度保温+缓慢炉冷的工艺技术能够细化组织，改善或消除锻打过程中所造成的各种组织缺陷及残余应力，提高锻件后续淬火后的耐磨性。通过优化元素配比、锻造工艺和球化退火工艺可以有效解决锻件内部疏松、有裂纹，组织粗大等缺陷，从而提高综合性能。

具体实施方式

下面结合优选实施例对本发明所述的技术方案作进一步说明。

实施例一

本实施例中的Grade6硬化轴承钢锻件的生产方法，其生产步骤如下：

下料：取化学成分及重量百分比为：C:0.9％，Si:0.2％，Mn:0.6％，P:0.025％，S:0.015％，Cr:1.65％，Mo:0.4％，Ni:0.25％，Al:0.05％，Cu:0.3％，Pb:0.002％，Ti:30ppm，As:0.04％，Ca:10ppm，H:2ppm，O:15ppm，Sn+Sb+As:≤0.075％，余量为Fe的钢坯为原料；钢坯中各类非金属夹杂物应符合以下要求：A类夹杂物级别：细系≤2.0、粗系≤1.5，B类夹杂物级别：细系≤1.5、粗系≤0.5，不含有C类夹杂物，D类夹杂物级别：细系≤1.0、粗系≤1.0，Ds类夹杂物级别≤2；

锻造：将钢坯预热后置入锻造炉内，将钢坯以不高于125℃/h的加热速率均匀加热至1130℃并保温5～6h，然后对钢坯进行锻打，始锻温度为1130℃，终锻温度为930℃，总锻造比≥3.5:1，整个锻造过程在2个火次内完成，钢坯经过锻打后形成锻件，然后打开炉门使锻件空冷至室温；

球化退火：将锻件放置到加热炉内以不高于150℃/h的加热速率均匀加热至810℃并保温，保温时间控制在1～1.5小时/英寸，锻件在炉内以15～35℃/h的冷却速度缓慢冷却至720℃并保温，保温时间控制在1～1.5小时/英寸(英寸为锻件的最大壁厚尺寸)，再随炉冷却至550℃，最后出炉空冷至室温；

无损探伤。

实施例二

本实施例中的Grade6硬化轴承钢锻件的生产方法，其生产步骤如下：

下料：取化学成分及重量百分比为：C:1.0％，Si:0.3％，Mn:0.7％，P:0.02％，S:0.015％，Cr:1.8％，Mo:0.45％，Ni:0.2％，Al:0.05％，Cu:0.3％，Pb:0.002％，Ti:30ppm，As:0.04％，Ca:10ppm，H:2ppm，O:15ppm，Sn+Sb+As:≤0.06％，余量为Fe的钢坯为原料；钢坯中各类非金属夹杂物应符合以下要求：A类夹杂物级别：细系≤2.0、粗系≤1.5，B类夹杂物级别：细系≤1.5、粗系≤0.5，不含有C类夹杂物，D类夹杂物级别：细系≤1.0、粗系≤1.0，Ds类夹杂物级别≤2；

锻造：将钢坯预热后置入锻造炉内，将钢坯以不高于125℃/h的加热速率均匀加热至1140℃并保温5～6h，然后对钢坯进行锻打，始锻温度为1140℃，终锻温度为940℃，总锻造比≥3.5:1，整个锻造过程在2个火次内完成，钢坯经过锻打后形成锻件，然后打开炉门使锻件空冷至室温；

球化退火：将锻件放置到加热炉内以不高于150℃/h的加热速率均匀加热至810℃并保温，保温时间控制在1～1.5小时/英寸，锻件在炉内以15～35℃/h的冷却速度缓慢冷却至720℃并保温，保温时间控制在1～1.5小时/英寸(英寸为锻件的最大壁厚尺寸)，再随炉冷却至550℃，最后出炉空冷至室温；

无损探伤。

实施例三

本实施例中的Grade6硬化轴承钢锻件的生产方法，其生产步骤如下：

下料：取化学成分及重量百分比为：C:1.05％，Si:0.4％，Mn:0.8％，P:0.02％，S:0.015％，Cr:1.95％，Mo:0.5％，Ni:0.2％，Al:0.05％，Cu:0.3％，Pb:0.002％，Ti:30ppm，As:0.04％，Ca:10ppm，H:2ppm，O:15ppm，Sn+Sb+As:≤0.06％，余量为Fe的钢坯为原料；钢坯中各类非金属夹杂物应符合以下要求：A类夹杂物级别：细系≤2.0、粗系≤1.5，B类夹杂物级别：细系≤1.5、粗系≤0.5，不含有C类夹杂物，D类夹杂物级别：细系≤1.0、粗系≤1.0，Ds类夹杂物级别≤2；

锻造：将钢坯预热后置入锻造炉内，将钢坯以不高于125℃/h的加热速率均匀加热至1145℃并保温5～6h，然后对钢坯进行锻打，始锻温度为1145℃，终锻温度为940℃，总锻造比≥3.5:1，整个锻造过程在2个火次内完成，钢坯经过锻打后形成锻件，然后打开炉门使锻件空冷至室温；

球化退火：将锻件放置到加热炉内以不高于150℃/h的加热速率均匀加热至810℃并保温，保温时间控制在1～1.5小时/英寸，锻件在炉内以15～35℃/h的冷却速度缓慢冷却至720℃并保温，保温时间控制在1～1.5小时/英寸(英寸为锻件的最大壁厚尺寸)，再随炉冷却至550℃，最后出炉空冷至室温；

无损探伤。

本发明所述的Grade6硬化轴承钢锻件中的碳化物尺寸、珠光体数量、网状碳化物、碳化物偏析、碳化物带状指标如下表：