控軋控冷對軸承鋼網(wǎng)狀碳化物的影響

周月林+顧鐵

【摘 要】論文闡述了對軸承鋼產(chǎn)品進行的控軋、控冷試驗，對比分析了終軋溫度、上冷床溫度對軸承鋼網(wǎng)狀組織及退火工藝的影響。

【Abstract】 Paper expounds the rolling control and cooling control tests of ball bearing steel products， and compares and analyzes the impacts of finish rolling temperature and temperature to cooling bed on the meshed structure of boll bearing steel and the annealing process.

【關(guān)鍵詞】碳化物網(wǎng)狀；控軋；控冷；軸承鋼

【Keywords】meshed- carbide； controlled rolling； controlled cooling； ball bearing steel

【中圖分類號】TS95 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）10-0180-03

1 引言

江陰興澄特種鋼鐵有限公司（以下簡稱：興澄特鋼）軸承鋼品質(zhì)位于國內(nèi)前茅，但較國外相比，特別在碳化物的分布、碳化物顆粒大小、碳化物網(wǎng)狀組織級別等方面仍有一定差距。國內(nèi)生產(chǎn)的軸承鋼鋼材制作的軸承滾珠和滾針較少，一般用于制作軸承套圈。

興澄特鋼于2005年投產(chǎn)建成的小棒軋制生產(chǎn)線，是世界上先進的棒材生產(chǎn)線，此生產(chǎn)線配置了多個控制軋制的水箱，可以進行軸承鋼控軋、控冷試驗和研究[1，2]。較多產(chǎn)品用于制作軸承鋼滾珠或滾針。

2 生產(chǎn)設備和生產(chǎn)工藝

該軋制生產(chǎn)線全線共23架軋機，其中粗軋4架、中軋10架和預精軋4架，共18架，精軋為5架三輥式考克斯（KOCKS）軋機。全線共有5組控冷水箱，可實現(xiàn)300℃范圍內(nèi)的溫降。

采用二火軸承鋼控軋、控冷軋制工藝，成品軋制在該小棒軋制生產(chǎn)線進行控軋，可控制精軋溫度800℃以上和800℃以下。

3 試驗及分析

3.1 控軋控冷試驗

3.1.1 試驗對象

鋼種：A（鋼種代號，且選取同一爐的材料）；連鑄時控制過熱度不超過30℃；連鑄坯規(guī)格為390mm×510mm，后將連鑄坯開坯為200mm2中間坯。

鋼材的熔煉成分見下表1：

3.1.2 不同工藝試驗結(jié)果對比

①普通軋制

不采用控軋控冷工藝，軋材規(guī)格為Φ35mm，開軋溫度約1008℃，終軋溫度大于890℃，取8支樣品。

②控軋控冷，終軋溫度約870℃

采用控軋控冷，軋材規(guī)格為Φ35mm，開軋溫度約1008℃，終軋前穿水，控冷至870℃左右，軋后繼續(xù)穿水冷卻，上冷床時回溫，鋼材返紅溫度約760℃，取8支樣品。

③控軋、控冷，終軋溫度830℃

采用控軋控冷，軋材規(guī)格為Φ25mm，開軋溫度約1008℃，控冷至840℃左右，軋后繼續(xù)穿水冷卻，上冷床時回溫，鋼材返紅溫度約740℃，取8支樣品。

④控軋、控冷，終軋溫度750℃

采用控軋控冷，軋材規(guī)格為Φ25mm，開軋溫度約1008℃，控冷至780℃左右，軋后繼續(xù)穿水冷卻，上冷床時回溫，鋼材返紅溫度約690℃，取8支樣品。

具體試驗參數(shù)如表2所示。

3.1.3 網(wǎng)狀碳化物結(jié)果

試樣后續(xù)經(jīng)球化退火熱處理，之后作金相對碳化物網(wǎng)狀評級，結(jié)果見下表3：

比較分析圖1～圖4，終軋溫度為890℃時，碳化物呈明顯完整的網(wǎng)狀，且?guī)缀醭錆M整個觀察視場；終軋溫度降低為870℃時，碳化物網(wǎng)狀明顯改善，部分呈半網(wǎng)狀態(tài)；終軋溫度為830℃時，碳化物分布明顯分散，視場內(nèi)部分碳化物呈直線狀；終軋溫度繼續(xù)降至780℃時，碳化物均勻分散，幾乎不成網(wǎng)，網(wǎng)狀碳化物≤2.5級[3，4]，能滿足用戶的要求。

3.2 退火工藝對比分析

3.2.1 試驗對象

選取控軋控冷的材料進行球化退火，部分按原有工藝進行退火（試樣標為Y1），部分則按設計工藝進行退火試驗（試樣標為Y2）。

3.2.2 試驗工藝不同點

試驗用退火爐，裝爐量≤900kg/m，進鋼速度由原先的3.9m/h升至4.3m/h，速度提高6%（原先工藝總在爐退火時間為1020分鐘，試驗工藝總時間為956分鐘），具體退火曲線見下圖5：

3.2.5 結(jié)果對比分析

本試驗將球化退化時進鋼速度提升了6%，由檢驗結(jié)果可知，球化組織改善不明顯，基本在2.3～2.4級，中心部位則≥2.4級，帶狀組織、網(wǎng)狀組織及硬度都符合要求，兩者結(jié)果對比不明顯。

由此可見：球化退火進鋼速度提升6%，鋼材性能滿足標準要求，但球化退火總的時間減少64分鐘，從而提高了生產(chǎn)效率，降低了能耗，具有重要的應用價值。

4 結(jié)論

①軋制時通過控軋控冷，能夠明顯改善軸承鋼網(wǎng)狀碳化物網(wǎng)狀組織。

②為得到最佳的碳化物網(wǎng)狀級別，終軋溫度控制在780～830℃范圍內(nèi)，上冷床返紅溫度≤690℃，能得到相對最佳的網(wǎng)狀級別。

③通過控軋控冷，可以將軋材可球化退火的時間縮短，降低能耗并提高生產(chǎn)效率。

【參考文獻】

【1】趙明純，單以銀，曲錦波，等.控軋控冷工藝對X60管線鋼組織及力學性能的影響[J].金屬學報，2001（2）：4-8.

【2】黃禮勝，于良，方農(nóng).控軋控冷工藝在新型重載精軋機的應用[J].鋼鐵，2002，37（5）：16-18.

【3】李勝利，徐建忠，王國棟，等.大斷面軸承鋼控軋控冷工藝的模擬與分析[J].東北大學學報（自然科學版），2004（1）：1-6.

【4】吳成軍. 軋后控制冷卻在軸承鋼生產(chǎn)中的應用[D].上海：上海大學，2006.