GCr15軸承鋼開發(fā)實踐

張力

摘 要：本文介紹了Φ40 GCr15軸承鋼在我廠一棒車間生產(chǎn)的軋制工藝，通過控制加熱溫度，軋制料型等保證各項性能指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)。Φ40 GCr15軸承鋼的成功開發(fā)，進一步提高了公司的市場競爭力。

關(guān)鍵詞：棒材生產(chǎn)線；軸承鋼；工藝及設(shè)備特點

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.036

1 前言

GCr15鋼是高碳鉻軸承鋼中使用量和生產(chǎn)量最多的牌號，被世界各國廣泛采用。近年來風(fēng)電工程、高速鐵路迅猛發(fā)展，在這些工程中大量使用各類軸承，對軸承壽命提出越來越高的要求。GCr15牌號含義為G：代表滾動軸承鋼，不標(biāo)含碳量，Cr含量用千分之幾表示，15表示含鉻量1.5%。該鋼種綜合性能良好，球化退火后有良好的切削加工性能。經(jīng)淬火和回火后硬度高而且均勻，硬度可達(dá)50～58HRC，耐磨性能和接觸疲勞強度高。熱加工性能好，適用于高轉(zhuǎn)速、高載荷的大型機械上使用的軸承鋼球、滾子和套圈；也可用于制造承受較大載荷、高耐磨、高彈性極限和高接觸疲勞強度的機械零件以及各種精密量具、冷沖模、一般刀具等；經(jīng)碳氮共滲處理后可用于制造高耐磨、耐熱及要求尺寸穩(wěn)定和使用壽命高的零件。

我們在進行了充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合棒材生產(chǎn)線的工藝特點，在月18日首次試生產(chǎn)GCr15φ40圓鋼。最終GCr15軸承鋼的開發(fā)取得了成功。

2 生產(chǎn)工藝控制

2.1 原料使用情況

本次軋制共接原料51支，鋼坯斷面尺寸平均小面為150.8mm，大面為152.2mm，平均長度為11.955米。原料表面有輕微縱向劃痕，橫向皺紋。

化學(xué)成分：

2.2 加熱

本次軋制，確保加熱溫度范圍的準(zhǔn)確性，合理控制爐內(nèi)還原氣氛，空燃比控制在0.6～0.63之間。鋼坯的加熱溫度力求均勻，鋼坯上、下溫差應(yīng)小于30℃，嚴(yán)禁過熱和過燒。

鋼坯加熱制度（表中帶﹡標(biāo)志的為重點控制項）：

實際操作中，采取了在鋼坯入爐時采用高溫加熱，預(yù)熱段溫度為838℃左右，加熱段溫度為1088℃左右，均熱段溫度為1134℃左右。鋼坯入爐后采用由低溫向高溫逐漸升溫的保溫方式，預(yù)熱段溫度由708℃逐漸升到785℃，加熱段溫度由804℃逐漸升到1016℃，均熱段溫度由881℃逐漸升到1069℃。然后溫度由高溫降到低溫，再由低溫升到高溫循環(huán)加熱保溫。開軋前半小時溫度由保溫階段開始升溫，預(yù)熱段溫度升到892℃左右，加熱段溫度升到1023℃左右，均熱段溫度升到1194℃左右。

2.3 軋制

軋制Φ40 GCr15 圓鋼在線使用12架軋機，成品速度4.9m/s，未投入1#活套。軋制中開軋溫度1080±20℃，按1070℃控制；終軋溫度控制在≤950℃。

（1）料型控制。軋制前期因?qū)嶋H軋制溫度比要求的開軋溫度高。造成軋件的寬展較小，軋機的料型和速度難以控制，出現(xiàn)軋件尺寸、軋機速度波動現(xiàn)象，成品一支鋼尺寸合適一支鋼不合適的變化。后通過加熱爐降溫（均熱段由1170℃降到1050℃左右），及在出爐輥道上涼鋼的方法降低了開軋溫度（此時測得隔氧化鐵皮測鋼坯表面溫度為1040℃左右），成品尺寸得到了控制。

穩(wěn)定后的料型及速度如表3。

各架次電流如表4。

表5為Φ25 20MnSi前10架軋機電流：

與20MnSi比軋制GCr15大部分架次電流有所降低。

（2）倍尺設(shè)定。由于GCr15軸承鋼需要高溫快速收集，本次軋制倍尺設(shè)定采用短倍尺設(shè)定方法，為保證最后一支倍尺長度大于64米，共設(shè)定了4支倍尺長度，分別為前3支52.3米，最后一支80米。實際過鋼中最后一支倍尺長度在67米左右。

（3）冷剪剪切。本次軋制冷剪開始切4支倍尺，剪切溫度在470～540℃左右，由于冷剪振動較大，后改切2支倍尺，連續(xù)過鋼后剪切溫度在260～330℃左右。軋制后期剪切由2支增加到3支倍尺，在剪切過程中未發(fā)現(xiàn)異常。

（4）生產(chǎn)結(jié)果。此次試生產(chǎn)棒材車間共生產(chǎn)成品81.3噸，軋制情況良好。經(jīng)實驗顯示，其脫碳層、低倍組織、非金屬夾雜物、碳化物液析、反彎、冷彎等均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 結(jié)束語

隨著目前鋼鐵工業(yè)的發(fā)展及鋼材市場的持續(xù)低迷，供大于求的局面短期內(nèi)無法改變，因此生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品及提高鋼廠工藝技術(shù)水平已成為鋼廠提高產(chǎn)品競爭力的當(dāng)務(wù)之急。GCr15軸承鋼的成功開發(fā)為我公司后續(xù)開發(fā)更高附加值產(chǎn)品提供了寶貴的經(jīng)驗。