一种改善高碳铬轴承钢100Cr6棒材显微孔隙的生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种改善高碳铬轴承钢100Cr6棒材显微孔隙的生产工艺，涉及钢铁生产技术领域，包括：炼钢

【技术实现步骤摘要】
一种改善高碳铬轴承钢100Cr6棒材显微孔隙的生产工艺


[0001]本专利技术涉及钢铁生产
，特别是涉及一种改善高碳铬轴承钢100Cr6棒材显微孔隙的生产工艺。

技术介绍

[0002]100Cr6属于高标准要求的高碳铬轴承钢，主要用于制造滚动轴承，如套圈、滚子等产品，广泛用于汽车、铁路交通、机械零件、电机轴承、家电等领域。轴承是典型的重要基础性部件，其工作特点是承受强冲击和交变载荷，其损坏的主要原因是微小裂纹的扩展。因此，内部组织的均匀与致密是十分重要的。
[0003]轴承钢内部组织缺陷是形成微裂纹的主要原因，除常见的非金属夹杂物、碳化物液析、碳化物带状等缺陷外，显微孔隙也是一种严重缺陷，它会破坏轴承钢基体的连续性与致密性。通过对出现显微孔隙的产品取样金相观察分析，可以看到，该种缺陷是沿晶界断续形成不规则形状的裂纹或孔隙，且该种缺陷大都出现于钢材的中心部位，沿轧制方向呈现条带状分布。进一步分析可以判断析缺陷区有碳化物偏析，局部区域出现较高浓度碳化物堆积现象。
[0004]高碳铬轴承钢含碳量在1.0%左右，属于过共析钢。浇铸时一次碳化物(Fe3C)产生枝晶偏析。在轧钢厂进行加热过程中，碳化物如不能充分溶解扩散，在钢材上即产生液析，但如果加热温度过高，扩散时间过长，碳化物即熔化或消失留下孔洞甚至产生内烧，孔洞如果在以后的轧制过程中不能焊合，即形成显微孔隙。
[0005]轧钢工序与显微孔隙形成相关工艺参数分析：在轧钢工序中，铸坯加热温度、有效加热时间和轧制工艺与显微孔隙形成有关。
[0006]加热温度对显微孔隙的影响：加热温度的高低，直接影响铸坯中聚集的碳化物能否有效扩散或是否产生过烧，因此，合理的加热温度是必要的。
[0007]有效加热时间与显微孔隙的关系：控制出钢速度实际上是控制铸坯加热时间和铸坯内外透烧、组织一致性。合适的有效加热时间是铸坯中聚集的碳化物有效扩散的条件之一，同时也影响作业率及生产效率，需统筹考虑。
[0008]轧制工艺对显微孔隙的影响：从实际生产统计数据看，直径40mm以上规格钢材显微孔隙出现几率较高，主要是轧制压缩比对其心部的变形焊合能力不一。轧制状态需考虑三个方向的应力状态及心部渗透能力，因整个轧线的料型制度为基本固定，故重点需考虑粗轧区域（0架—4架）轧制工艺对圆钢心部区域显微孔隙的改善效果。
[0009]因此，基于连铸
‑
轧钢的生产线，通过合理的连铸、加热和轧制手段，开发一种改善轴承钢100Cr6棒材心部显微孔隙的生产工艺，可以提高圆钢的心部合格率，满足客户高质量要求及高端市场需求，具有重要的应用前景。

技术实现思路

[0010]本专利技术针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种改善高碳铬轴承钢
100Cr6棒材显微孔隙的生产工艺，包括：炼钢
→
连铸
→
加热
→
轧制
→
探伤
→
精整
→
检验
→
入库，具体：连铸：采用结晶器电磁搅拌+凝固末端电磁搅拌+轻重压下工艺；加热：预热段缓慢加热，加热段快速升温，提高到合适的加热温度，增加钢坯在高温加热段的扩散时间；轧制：钢坯出炉后经高压水除鳞，采用低速大压下技术，粗轧机组联级降速，轧制不同道次到规格Ф16～60mm的成品。
[0011]技术效果：本专利技术基于连铸
‑
轧钢生产工艺，通过合理的铸坯有效加热时间控制、轧制工艺设定，改善轴承钢100Cr6的心部显微孔隙缺陷，可有效提高轴承钢的合格率。
[0012]本专利技术进一步限定的技术方案是：前所述的一种改善高碳铬轴承钢100Cr6棒材显微孔隙的生产工艺，连铸中间包钢水过热度为10～35℃，采用弱冷工艺及恒拉速浇注。
[0013]前所述的一种改善高碳铬轴承钢100Cr6棒材显微孔隙的生产工艺，结晶器电磁搅拌按300A
×
1.7HZ控制；凝固末端电磁搅拌按800A
×
6.0HZ控制；采用轻重压下组合使用，总压下量按20～25mm控制。
[0014]前所述的一种改善高碳铬轴承钢100Cr6棒材显微孔隙的生产工艺，钢坯入炉温度≤400℃，钢坯在预热段及加热一段逐步升温至850～1000℃；加热二段以100～150℃/h的速度升温至1150～1200℃；均热段高温区按1190～1220℃保温，保温扩散时间≥120min，在炉总时间为4～6h。
[0015]前所述的一种改善高碳铬轴承钢100Cr6棒材显微孔隙的生产工艺，250
×
300mm铸坯出炉经高压水除鳞，粗轧区域0架
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4架采用联级降速控制，S04架出口速度按0.3 m/s目标控制，粗轧前3道次压下量分配调整，确保每道次压下量均在55mm以上。
[0016]前所述的一种改善高碳铬轴承钢100Cr6棒材显微孔隙的生产工艺，其化学成分按质量百分比计为：C：0.95%～1.05%，Si：0.15%～0.35%，Mn：0.25%～0.45%，Cr：1.40%～1.65%，P≦0.025%，S≦0.025%，余量为铁。
[0017]前所述的一种改善高碳铬轴承钢100Cr6棒材显微孔隙的生产工艺，碳化物带状2.5级以下，圆钢显微孔隙合格。
[0018]本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术连铸过程中，在结晶器及凝固末端均采用电磁搅拌，同时采用轻重压下组合技术，总压下量20～25mm，有利于减缓钢坯芯部因钢水凝固收缩产生的孔洞缺陷和偏析，提高连铸坯内部质量；（2）本专利技术连铸坯在轧钢厂加热过程中，通过控制加热炉各段合适的加热温度及铸坯在高温段的有效高温扩散时间，达到铸坯心部区域偏析有效扩散且无加热过热缺陷；（3）本专利技术钢坯出炉后经高压水除鳞后进入粗轧，粗轧区域采用联级降速控制和压下量分配调整，调整粗轧各道次的应力状态及提高心部区域变形渗透能力，提高塑性变形功的转化效率，降低热损耗，从而提高轧件心部区域的焊合能力及圆钢心部区域的致密度，从而提高圆钢心部区域的致密度，降低圆钢心部区域显微孔隙出现的概率。
附图说明
[0019]图1
‑
3为实施例1的直径40mm 轴承钢100Cr6沿轧制方向组织图，无显微孔隙；图4
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6为实施例2的直径50mm 轴承钢100Cr6沿轧制方向组织图，无显微孔隙；图7
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9为实施例3的直径60mm 轴承钢100Cr6沿轧制方向组织图，无显微孔隙。
具体实施方式
[0020]实施例1本实施例提供的一种改善高碳铬轴承钢100Cr6棒材显微孔隙的生产工艺，选取250
×
300mm的100Cr6连铸坯，加热后轧制的钢材直径为40mm，其化学成分按质量百分比计为：C：0.97%、Si：0.24%、Mn：0.32%、Cr：1.47%、Mo：0.004%、P：0.009%、S：0.002%、Al：0.011%，余量为铁。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善高碳铬轴承钢100Cr6棒材显微孔隙的生产工艺，其特征在于：包括：炼钢
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连铸
→
加热
→
轧制
→
探伤
→
精整
→
检验
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入库，具体：连铸：采用结晶器电磁搅拌+凝固末端电磁搅拌+轻重压下工艺；加热：预热段缓慢加热，加热段快速升温，提高到合适的加热温度，增加钢坯在高温加热段的扩散时间；轧制：钢坯出炉后经高压水除鳞，采用低速大压下技术，粗轧机组联级降速，轧制不同道次到规格Ф16～60mm的成品。2.根据权利要求1所述的一种改善高碳铬轴承钢100Cr6棒材显微孔隙的生产工艺，其特征在于：连铸中间包钢水过热度为10～35℃，采用弱冷工艺及恒拉速浇注。3.根据权利要求1所述的一种改善高碳铬轴承钢100Cr6棒材显微孔隙的生产工艺，其特征在于：结晶器电磁搅拌按300A
×
1.7HZ控制；凝固末端电磁搅拌按800A
×
6.0HZ控制；采用轻重压下组合使用，总压下量按20～25mm控制。4.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱军华，徐伟，王瑞章，陶涛，李凯轮，
申请(专利权)人：南京钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：