一種軸承鋼連鑄坯的冷裝加熱方法
2023-07-29 04:08:21
一種軸承鋼連鑄坯的冷裝加熱方法
【專利摘要】本發明公開了一種軸承鋼連鑄坯的冷裝加熱方法，該方法包括預熱Ⅰ段、預熱II段、加熱Ⅰ段、加熱ⅠⅠ段和均熱段。本發明在不產生過燒、不產生表面裂紋、保證碳化物均勻性達標的前提下，滿足了軸承鋼連鑄坯的冷裝加熱、軋制生產。
【專利說明】一種軸承鋼連鑄坯的冷裝加熱方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種熱處理領域，特別是涉及一種軸承鋼連鑄坯的冷裝加熱方法。
【背景技術】
[0002] 連鑄坯在軋制前需要在加熱爐中加熱到合適的軋制溫度，然後軋製成材。軸承鋼 由於高疲勞壽命、高衝擊載荷等要求，對鋼中化學成分均勻性、碳化物均勻性、表面質量等 均有嚴格要求。軸承鋼室溫下的組織為P+Fe 3C，軸承鋼連鑄坯加熱過程實際上是P向A的轉 變、碳化物擴散和溶解以及奧氏體均勻化的過程。連鑄坯加熱工藝對改善或消除軸承鋼碳 化物不均勻性有至關重要的作用，如果加熱工藝不合理將導致軸承鋼軋材的碳化物超標、 表面裂紋等缺陷，不能滿足標準要求，
[0003] 米用Φ650ι?πι大直徑軸承鋼連鑄述乳製成Φ 160mm?Φ280ι?πι的鋼材，由於 Φ650πιπι斷面尺寸大，鑄坯必然存在碳化物分布不均勻的特點，這就需要在連鑄坯的加熱、 軋制和軋後冷卻過程中採用合理的工藝來消除或降低碳化物偏析，同時不能出現鑄坯過燒 或表面裂紋缺陷。因此，如何採用合理的加熱工藝，使碳化物分布均勻、防止出現過燒、避免 出現表面裂紋，成為本領域工程技術人員需要解決的課題。
[0004] 中國專利CN101177728 "一種連鑄軸承鋼大方坯的加熱方法"指出連鑄軸承鋼大 方坯在預熱段爐溫彡800°C、時間不低於1小時，加熱段爐溫在1220?1280°C、時間不低 於2小時，均熱段爐溫在1200?1260°C，時間不低於3小時。但研究的是280mmX380mm 大方坯的加熱工藝曲線，未給出預熱段升溫速度，給出的預熱段和加熱段溫度過高，不適合 Φ 650mm大直徑連鑄軸承鋼的加熱要求。
[0005] 米用Φ650ι?πι超大直徑連鑄述乳製成材，由於Φ650ι?πι軸承鋼連鑄述斷面尺寸 大，受加熱時熱應力和組織應力的作用，對加熱速度較為敏感，900°C前仍處於第三脆性區， 900°C前快速加熱則會導致表面裂紋缺陷。理論上，鋼的加熱溫度是固相線，實際上由於鋼 中偏析及非金屬夾雜物的存在，加熱還不到固相線溫度就可能在晶界出現熔化後氧化，晶 粒間失去塑性，形成過燒等缺陷，因此，軸承鋼的加熱溫度則必須考慮合金元素及形成碳化 物的影響，要參考相圖，根據塑性圖、變形抗力曲線和金相組織來綜合確定。加熱溫度和保 溫時間愈長，奧氏體成分愈均勻，但晶粒也會越粗大，所以需要適當的加熱溫度和加熱時間 才能保證鑄坯中心富集的碳進行有效擴散。因此，如果參照上述文獻中的溫度則會導致 Φ650πιπι軸承鋼連鑄坯在預熱段加熱速度過快，在加熱段存在高溫下長時間加熱，勢必會造 成脫碳嚴重、晶粒粗大、表面裂紋等缺陷。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在於，提供一種軸承鋼連鑄坯的冷裝加熱方法，該方法有效解決超 大直徑軸承鋼鑄坯因加熱產生表面裂紋的技術問題，改善或消除了軸承鋼碳化物的不均勻 性。
[0007] 為達到上述目的，本發明所採用的技術方案是：
[0008] -種軸承鋼連鑄坯的冷裝加熱方法，所述方法包括預熱I段、預熱II段、加熱I 段、加熱II段和均熱段，具體步驟包括：
[0009] 1)預熱I段：軸承鋼連鑄坯在預熱I段加熱，預熱I段爐溫彡600°C，加熱時間 彡4h，加熱速度彡150°C /h ;預熱I段加熱後以彡150°C /h的加熱速度升溫到預熱II段；
[0010] 2)預熱II段：軸承鋼連鑄坯在預熱II段加熱，預熱II段爐溫彡900°C，加熱時間 彡2h，加熱速度100°C /h?200°C /h ;預熱II段加熱後以< 200°C /h的加熱速度升溫到加 熱I段；
[0011] 3)加熱I段：軸承鋼連鑄坯在加熱I段加熱，加熱I段爐溫彡1050°C，加熱時間 彡lh，加熱速度100°C /h?200°C /h ;加熱I段加熱後以彡200°C /h的加熱速度升溫到加 熱II段；
[0012] 4)加熱II段：軸承鋼連鑄坯在加熱II段加熱，加熱II段爐溫彡1220°C，加熱時間 彡4h，加熱速度100°C /h?200°C /h，其中高溫擴散時間彡3h ;加熱II段加熱後進入均熱 段；
[0013] 5)均熱段：軸承鋼連鑄坯在均熱段加熱時，均熱段爐溫彡1200°C，高溫擴散時間 彡2h。
[0014] 優選地，步驟1)中，軸承鋼連鑄坯在預熱I段加熱時，預熱I段爐溫600°C，加熱 時間4h，加熱速度150°C /h。
[0015] 優選地，步驟1)中，從預熱I段升溫到預熱II段時的加熱速度150°c /h。
[0016] 優選地，步驟2)中，在預熱II段加熱時，預熱II段爐溫900°C，加熱時間2h，加熱速 度 150°C /h。
[0017] 優選地，步驟2)中，從預熱II段升溫到加熱I段時的加熱速度150°C /h。
[0018] 優選地，步驟3)中，在加熱I段加熱時，加熱I段爐溫1050°C，加熱時間Ih ;加熱 速度 150°C /h。
[0019] 優選地，步驟3)中，從加熱I段升溫到加熱II段時的加熱速度150°C /h。
[0020] 優選地，步驟4)中，在加熱II段加熱時，加熱II段爐溫1200°C，加熱時間4h，加熱 速度150°C /h，其中高溫擴散時間3h。
[0021] 優選地，步驟5)中，在均熱段加熱時，均熱段爐溫1180°C，高溫擴散時間2h。
[0022] 本發明適用於直徑在650mm以上的大直徑軸承鋼連鑄述，尤其適用於Φ650mm大 直徑軸承鋼連鑄坯，本發明的冷裝加熱方法採用2段預熱、2段加熱、1段均熱的連續加熱方 式，合理制定出每段的加熱溫度、加熱時間和各段之間的升溫速度，利用高溫時鋼的斷面收 縮率隨溫度的變化特點、偏析元素的擴散原理以及Φ650πιπι大直徑軸承鋼連鑄坯和連續式 加熱爐的特點，在保證碳化物不均勻性合格、鋼坯不產生過燒、鋼坯不出現表面裂紋的前提 下，通過控制加熱溫度、加熱速度和加熱時間，以滿足軸承鋼連鑄坯軋制生產的需要。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023] 圖1為本發明軸承鋼連鑄坯的冷裝加熱曲線示意圖；
[0024] 圖2為本發明實施例1所得圓鋼的液析圖；
[0025] 圖3為本發明實施例1所得圓鋼的帶狀組織圖。
【具體實施方式】
[0026] 下面以附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0027] 實施例1
[0028] 採用圖1所示的工藝曲線進行加熱。Φ650πιπι軸承鋼連鑄坯GCrl5SiMn入緩冷 坑緩冷到200°C以下出坑後，冷態下裝入加熱爐預熱I段開始加熱，此時預熱I段溫度為 600°C，在預熱I段鑄坯以150°C /h的升溫速度加熱4小時；
[0029] 鑄坯以150°C /h的升溫速度進入預熱II段，升溫時間為2h ;
[0030] 此時預熱II段溫度為900°C，在預熱II段鑄坯以150°C /h的升溫速度加熱2小時；
[0031] 鑄坯以150°C /h的升溫速度進入加熱I段，升溫時間為Ih ;
[0032] 此時加熱I段溫度為1050°C，在加熱I段鑄坯以150°C /h的升溫速度加熱1小 時；
[0033] 鑄坯以150°C /h的升溫速度進入加熱II段，升溫時間為Ih ;
[0034] 此時加熱II段溫度為1200°C，在加熱II段鑄坯150°C /h的加熱速度加熱4小時， 其中，高溫擴散（保溫）時間3h ;
[0035] 最後鑄坯進入均熱段，此時均熱段溫度為1180°C，在均熱段加熱2小時。
[0036] Φ650πιπι軸承鋼連鑄坯冷態裝爐的加熱時間總計為17小時。
[0037] Φ650πιπι軸承鋼連鑄坯冷態裝爐加熱17小時後軋製成材，對軋制的Φ280πιπι圓鋼 進行低倍和高倍組織檢驗，低倍檢驗結果見表1，高倍檢驗結果見表2。由表1和表2可以 看出，表面軸承鋼碳化物不均勻性控制良好，完全滿足標準要求。
[0038] 表1 Φ280ι?πι圓鋼低倍檢驗結果
[0039]
【權利要求】
1. 一種軸承鋼連鑄坯的冷裝加熱方法，所述方法包括預熱I段、預熱II段、加熱I段、 加熱II段和均熱段，具體步驟包括： 1) 預熱I段：軸承鋼連鑄坯在預熱I段加熱，預熱I段爐溫< 600°C，加熱時間彡4h， 加熱速度彡150°C /h ;預熱I段加熱後以彡150°C /h的加熱速度升溫到預熱II段； 2) 預熱II段：軸承鋼連鑄坯在預熱II段加熱，預熱II段爐溫< 900°C，加熱時間彡2h， 加熱速度l〇〇°C /h?200°C /h ;預熱II段加熱後以彡200°C /h的加熱速度升溫到加熱I 段； 3) 加熱I段：軸承鋼連鑄坯在加熱I段加熱，加熱I段爐溫彡1050°C，加熱時間彡lh， 加熱速度l〇〇°C /h?200°C /h ;加熱I段加熱後以彡200°C /h的加熱速度升溫到加熱II 段； 4) 加熱II段：軸承鋼連鑄坯在加熱II段加熱，加熱II段爐溫彡1220°C，加熱時間彡4h， 加熱速度l〇〇°C /h?200°C /h，其中高溫擴散時間彡3h ;加熱II段加熱後進入均熱段； 5) 均熱段：軸承鋼連鑄坯在均熱段加熱時，均熱段爐溫< 1200°C，高溫擴散時間彡2h。
2. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於：步驟1)中，軸承鋼連鑄坯在預熱I段加熱 時，預熱I段爐溫600°C，加熱時間4h，加熱速度150°C /h。
3. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於：步驟1)中，從預熱I段升溫到預熱II段時 的加熱速度150°C /h。
4. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於：步驟2)中，在預熱II段加熱時，預熱II段爐 溫900°C，加熱時間2h，加熱速度150°C /h。
5. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於：步驟2)中，從預熱II段升溫到加熱I段時 的加熱速度150°C /h。
6. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於：步驟3)中，在加熱I段加熱時，加熱I段爐 溫1050°C，加熱時間Ih ;加熱速度150°C /h。
7. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於：步驟3)中，從加熱I段升溫到加熱II段時 的加熱速度150°C /h。
8. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於：步驟4)中，在加熱II段加熱時，加熱II段爐 溫1200°C，加熱時間4h，加熱速度150°C /h，其中高溫擴散時間3h。
9. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於：步驟5)中，在均熱段加熱時，均熱段爐溫 1180°C，高溫擴散時間2h。
【文檔編號】C21D9/70GK104313298SQ201410522083
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月30日 優先權日:2014年9月30日
【發明者】李豐功, 張繼奎, 聞小德, 李猛, 馬丙濤, 陳良, 劉超群, 吳明洋, 於學文, 劉利, 劉兵, 尹崇麗, 梁豔 申請人:山東鋼鐵股份有限公司