CN102382962A - GCr15轴承钢管快速球化退火工艺 - Google Patents

GCr15轴承钢管快速球化退火工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了GCr15轴承钢管快速球化退火工艺，包括以下步骤：将热轧穿孔后的终轧温度在950～1000℃的GCr15轴承钢管通过控冷装置进行穿水快冷到550～650℃，然后进行第一次空冷至室温；第一次空冷结束后球化加热至795℃±10℃，进行第一次保温；接着进行第一次缓冷到760℃±10℃；再接着进行第二次快冷到725℃±10℃；然后进行第二次保温；再然后进行第二次缓冷到680℃±10℃；再然后进行炉冷到650℃±10℃；最后出炉进行第二次空冷。本发明有效缩短网状碳化物析出区间的停留时间，达到抑制网状碳化物的析出，能够在在短时间内获得良好的球化组织，大大缩短球化时间。

Description

GCr15轴承钢管快速球化退火工艺
技术领域
本发明涉及轴承钢管生产领域，特别是一种GCr15轴承钢管快速球化退火工艺。
背景技术
轴承在机械产品和工程结构中应用十分广泛，轴承钢热轧后必须经过球化退火，使碳化物完全球化，碳化物呈现较小的球粒状均匀地分布在铁素体基体上，这样的组织可加工性能好，过热敏感性低，淬火回火后的残留碳化物细小且分布均匀，因此轴承钢的耐磨性、弯曲疲劳强度、冲击韧度均较高。轧制工艺对GCr15轴承钢组织有显著影响，在大断面轴承钢棒材的生产过程中，存在着低温终轧很难实现和控制冷却困难的问题。轴承钢的轧后超快速冷却能够使碳化物微细、弥散析出。GCr15轴承钢的原始组织中碳化物均匀地弥散分布，可提高其使用寿命。
GCr15轴承钢球化组织的影响受冷却速度、加热温度的制约，740℃加热时，由于原始的片状珠光体不能完全溶解，因此，无论以何种速度冷却，球化退火组织均＜1.0级；790℃加热时，冷却速度(＜20℃/h和50℃/h)对球化组织无明显影响；830℃加热时，由于保温时间不长，较慢的冷却速度(≤20℃/h)和稍快的冷却速度(50℃/h)都可能得到合格的球化组织。应当指出的是：虽然有的冷却速度(50℃/h)仍能得到合格的球化组织，但这种球化组织并非优良，由于冷却速度影响球化组织的分散度，冷速快则碳化物分散度大，导致局部地区碳化物密集，其球化效果不如≤200℃/h速度冷却时好。
而GCr15轴承钢在快速球化退火前均要求有良好球化预备组织，即少量网状碳化物或无网状碳化物的均匀细片状索氏体组织。珠光体片层越厚，片层断裂的时间越长，加热保温时间长，同时，网状碳化物越多，网状碳化物的熔断或溶解的时间越长。目前，GCr15轴承钢管冷轧、冷拔生产工艺是管坯加热→穿孔→空冷或雾冷→球化退火→冷轧、冷拔→中间退火→成品退火等工序，其中球化退火时间长度13～18小时。球化退火是整个生产工艺中耗时最长的工序。
发明内容
本发明所要解决的问题就是提供一种GCr15轴承钢管快速球化退火工艺，能够在在短时间内获得良好的球化组织，大大缩短球化时间。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：GCr15轴承钢管快速球化退火工艺，其特征在于包括以下步骤：
1)将热轧穿孔后的终轧温度在950～1000℃的GCr15轴承钢管通过控冷装置进行穿水快冷到550～650℃，然后进行第一次空冷至室温；
2)将经过第一次空冷的GCr15轴承钢管球化加热至795℃±10℃，进行第一次保温；
3)将经过第一次保温的GCr15轴承钢管进行第一次缓冷到760℃±10℃；
4)将经过第一次缓冷的GCr15轴承钢管进行第二次快冷到725℃±10℃；
5)将经过第二次快冷的GCr15轴承钢管进行第二次保温；
6)将经过第二次保温的GCr15轴承钢管进行第二次缓冷到680℃±10℃；
7)将经过第二次缓冷的GCr15轴承钢管进行炉冷到650℃±10℃；
8)将经过炉冷的GCr15轴承钢管出炉进行第二次空冷。
进一步的，所述GCr15轴承钢管进行穿水快冷的时间控制在12～15秒。
进一步的，所述GCr15轴承钢管在第一次空冷之后球化加热至795℃±10℃的时间控制在1～1.5小时。
进一步的，所述GCr15轴承钢管进行第一次保温的时间控制在1.5～2小时。
进一步的，所述GCr15轴承钢管进行第一次缓冷的时间控制在1～1.5小时。
进一步的，所述GCr15轴承钢管进行第二次快冷的时间控制在0.5～1小时。
进一步的，所述GCr15轴承钢管进行第二次保温的时间控制在2.5～3小时。
进一步的，所述GCr15轴承钢管进行第二次缓冷的时间控制在1～1.5小时。
进一步的，所述GCr15轴承钢管进行炉冷的时间控制在0.5～1小时。
采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：GCr15轴承钢管的穿孔毛管经过穿水快冷后，有效缩短在900～700℃网状碳化物析出区间的停留时间，达到抑制网状碳化物的析出，最终获得少量网状碳化物或无网状碳化物的细片状索氏体组织，本发明后续工艺充分利用细片索氏体在加热保温短时间内片状碳化物断裂，为形成球化组织增加了大量均匀分布的形核质点，最终在短时间内获得良好的球化组织。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明一种实施例的曲线图。
具体实施方式
如图1所示本发明一种实施例的曲线图，GCr15轴承钢管快速球化退火工艺，包括以下步骤：
1)将热轧穿孔后的终轧温度在950～1000℃的GCr15轴承钢管通过控冷装置进行穿水快冷到550～650℃，然后进行第一次空冷至室温；
2)将经过第一次空冷的GCr15轴承钢管球化加热至795℃±10℃，进行第一次保温；
3)将经过第一次保温的GCr15轴承钢管进行第一次缓冷到760℃±10℃；
4)将经过第一次缓冷的GCr15轴承钢管进行第二次快冷到725℃±10℃；
5)将经过第二次快冷的GCr15轴承钢管进行第二次保温；
6)将经过第二次保温的GCr15轴承钢管进行第二次缓冷到680℃±10℃；
7)将经过第二次缓冷的GCr15轴承钢管进行炉冷到650℃±10℃；
8)将经过炉冷的GCr15轴承钢管出炉进行第二次空冷。
上述实施例中，GCr15轴承钢管进行穿水快冷的时间控制在12～15秒；进行第一次保温的时间控制在1.5～2小时；进行第一次缓冷的时间控制在1～1.5小时；进行第二次快冷的时间控制在0.5～1小时；进行第二次保温的时间控制在2.5～3小时；进行第二次缓冷的时间控制在1～1.5小时；进行炉冷的时间控制在0.5～1小时，整个处理过程的时间在8～10.5小时。
具体以穿制Φ47×5.5GCr15轴承钢管为例，穿孔后GCr15轴承钢管进入控冷装置前的温度980℃左右，经过12秒穿水快冷后，GCr15轴承钢管温度降至600℃左右，然后进行第一次空冷至室温，获得少量网状碳化物或无网状碳化物的细片状索氏体组织；然后将GCr15轴承钢管经过1小时的球化加热至790℃后进行第一次保温1.5小时，接着进行第一次缓冷，第一次缓冷的时间为1.5小时，再接着进行第二次快冷，第二次快冷的时间为0.5小时，再然后进行第二次保温，第二次保温的时间为2.5小时，第二次保温结束后，进行第二次缓冷，第二次缓冷时间为1.5小时，最后进行炉冷，炉冷时间控制在0.5小时。整个过程持续9小时，最终使GCr15轴承钢管获得良好的2～3级球化组织。
除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (9)

1.GCr15轴承钢管快速球化退火工艺，其特征在于包括以下步骤：
1)将热轧穿孔后的终轧温度在950～1000℃的GCr15轴承钢管通过控冷装置进行穿水快冷到550～650℃，然后进行第一次空冷至室温；
2)将经过第一次空冷的GCr15轴承钢管球化加热至795℃±10℃，进行第一次保温；
3)将经过第一次保温的GCr15轴承钢管进行第一次缓冷到760℃±10℃；
4)将经过第一次缓冷的GCr15轴承钢管进行第二次快冷到725℃±10℃；
5)将经过第二次快冷的GCr15轴承钢管进行第二次保温；
6)将经过第二次保温的GCr15轴承钢管进行第二次缓冷到680℃±10℃；
7)将经过第二次缓冷的GCr15轴承钢管进行炉冷到650℃±10℃；
8)将经过炉冷的GCr15轴承钢管出炉进行第二次空冷。
2.根据权利要求1所述的GCr15轴承钢管快速球化退火工艺，其特征在于：所述GCr15轴承钢管进行穿水快冷的时间控制在12～15秒。
3.根据权利要求1所述的GCr15轴承钢管快速球化退火工艺，其特征在于：所述GCr15轴承钢管在第一次空冷之后球化加热至795℃±10℃的时间控制在1～1.5小时。
4.根据权利要求1所述的GCr15轴承钢管快速球化退火工艺，其特征在于：所述GCr15轴承钢管进行第一次保温的时间控制在1.5～2小时。
5.根据权利要求1所述的GCr15轴承钢管快速球化退火工艺，其特征在于：所述GCr15轴承钢管进行第一次缓冷的时间控制在1～1.5小时。
6.根据权利要求1所述的GCr15轴承钢管快速球化退火工艺，其特征在于：所述GCr15轴承钢管进行第二次快冷的时间控制在0.5～1小时。
7.根据权利要求1所述的GCr15轴承钢管快速球化退火工艺，其特征在于：所述GCr15轴承钢管进行第二次保温的时间控制在2.5～3小时。
8.根据权利要求1所述的GCr15轴承钢管快速球化退火工艺，其特征在于：所述GCr15轴承钢管进行第二次缓冷的时间控制在1～1.5小时。
9.根据权利要求1所述的GCr15轴承钢管快速球化退火工艺，其特征在于：所述GCr15轴承钢管进行炉冷的时间控制在0.5～1小时。
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