GCr15SiMn軸承鋼鍛件工藝研究

【摘要】通過LVCD+VCD的冶煉方式，低溫階段保溫的加熱工藝，鍛造比、鍛造溫度度區(qū)間、鍛后冷卻方式參數(shù)控制，反復(fù)球化退火工藝，保證質(zhì)量達(dá)到了用戶的技術(shù)要求。

【關(guān)鍵詞】GCr15SiMn軸承鋼；鍛件；制作工藝

GCr15SiMn是高碳鉻過共析滾動(dòng)軸承鋼，對(duì)硫和磷控制極嚴(yán)，主要用于制作滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體和內(nèi)、外套。我公司近期接到一批為材質(zhì)GCr15SiMn的軸承鋼環(huán)鍛件，用戶技術(shù)要求高，經(jīng)公司研究所研究決定冶煉、加熱、鍛造、鍛后預(yù)備熱處理四方面進(jìn)行控制，以求滿足用戶訂貨的技術(shù)要求。

1、技術(shù)要求

1.1化學(xué)成分要求（見表1）

1.2檢測(cè)低倍組織和碳化物不均勻性合格級(jí)別，見表2。

1.3檢測(cè)非金屬夾雜物合格級(jí)別，見表3。

1.4鍛后退火硬度：179～217HBW。

1.5晶粒度：2-4級(jí)。

2、制造難點(diǎn)

2.1保證原材料高的純凈度 、碳化物分布均勻

2.2加熱過程中要防止原材料開裂和脫碳

2.3鍛造過程中充分打碎碳化物并防止鍛件開裂

2.4鍛后冷卻要防止碳化物的析出和馬氏體轉(zhuǎn)變

2.5鍛后預(yù)備熱處理也要防止碳化物聚集，保證硬度均勻

3、制造過程

針對(duì)用戶的技術(shù)要求，且結(jié)合材料的特性，特從以下幾方面進(jìn)行控制。

3.1冶煉澆注

采用真空碳脫氧（LVCD），利用真空狀態(tài)下[C]、[O]反應(yīng)，提高鋼水的純凈度，減少脫氧產(chǎn)物進(jìn)入鋼水。降低鋼水[O]含量；采用VCD大大降低P、S偏聚。通過LVCD+VCD的方式保證了原材料的純凈度極低和碳化物分布大致均勻。

3.2加熱

3.2.1增加了750℃的均溫，保證鋼坯在升高溫時(shí)內(nèi)外溫度基本一致，

3.2.2鍛造前的保溫溫度定為1200℃，既保證了鋼的塑性，又使鋼在加熱過程中不脫碳。

基于上述思想，特制訂加熱工藝（見圖1）

3.3鍛造和鍛后冷卻

3.3.1此材料的藍(lán)脆區(qū)溫度為200℃～400℃，熱脆區(qū)溫度為800℃～950℃和1250℃，應(yīng)避免在此溫度區(qū)保溫、停留。

3.3.2始鍛溫度：1150℃，終緞溫度：850℃，此鋼Ms點(diǎn)為200℃，因此鍛后轉(zhuǎn)熱處理工地吹風(fēng)空冷到350℃（防止碳化物析出和馬氏體轉(zhuǎn)變而開裂）左右進(jìn)熱處理爐，進(jìn)行球化退火處理。

3.3.3鍛造比≥5（不含鋼錠開坯鍛造比）。

3.4鍛后預(yù)備熱處理

3.4.1鍛后預(yù)備熱處理采用球化退火，其目的：降低硬度，便于加工；均勻組織，為淬火做好組織準(zhǔn)備。

3.4.2采用反復(fù)循環(huán)球化退火工藝，因?yàn)橛辛四芰康淖兓?，激發(fā)形核量更多，球化均勻性更好一些，硬度的均勻性會(huì)改善。

GCr15SiMn材料的熱處理參考參數(shù)：Ac1=770℃，Ar1=708℃，Ac3=872℃，Ms=200℃?；谏鲜鏊枷耄刂朴喎磸?fù)循環(huán)球化退火工藝（見圖2）

4、檢驗(yàn)結(jié)果

綜上所述，整個(gè)生產(chǎn)過程按上述工藝運(yùn)行下來，GCr15SiMn鍛件經(jīng)檢測(cè)：

4.1化學(xué)成分成品分析（見表4）和高低倍（見表5、6）均合格

4.2超聲波探傷滿足JB/T5000.15-2007中Ⅱ級(jí)要求

4.3硬度為195-205HBW，且均勻

4.4晶粒度：5.5級(jí)、6.級(jí)，

4.5組織：珠光體，

4.6帶狀組織：1.0級(jí)，

4.7碳化物：無，

滿足了用戶的訂貨技術(shù)要求。

斷口：0A/0A級(jí)