CN106086353A - 控制大断面GCr15轴承钢网状碳化物析出的轧制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制大断面GCr15轴承钢网状碳化物析出的轧制方法，该方法以GCr15连铸坯为原料，依次包括如下工序：加热、除鳞、粗轧、中轧、预精轧、第一次穿水冷却、棒材减定径机组精轧、第二次穿水冷却、冷床冷却，最终得到成品棒材。采用该方法得到大断面GCr15轴承钢的网状碳化物级别由原来的≥3级降低至≤2级，不但提高了高碳铬轴承钢的综合机械性能，延长了轴承的使用寿命，而且降低了生产成本，提高了轴承钢市场竞争力。

Description

控制大断面GCr15轴承钢网状碳化物析出的轧制方法

技术领域

本发明属于冶金行业特殊钢生产加工领域，涉及一种轧制工艺，尤其涉及一种控制大断面GCr15轴承钢网状碳化物析出的轧制方法。

背景技术

近年来，我国轴承行业迅猛发展，轴承市场快速膨胀，从而带动对轴承钢的大力需求，使轴承钢成为我国特殊钢市场的一个亮点。在全部的轴承钢用量中，GCr15轴承钢占有绝大部分市场，其广泛应用于汽车工业、机械制造业、军工、铁路、航天等领域，然而由于GCr15轴承钢中碳化物不均匀分布，尤其是网状碳化物的存在，会增加钢的脆性，降低轴承的疲劳寿命，因而成为钢铁行业一直关注的焦点问题。

网状碳化物是过共析钢中沿奥氏体晶粒边界析出的呈网络分布的过剩二次碳化物，网状碳化物的存在削弱了金属基体的结合力，增加了钢的脆性，使轴承钢的机械性能降低，降低轴承使用寿命，因此，在使用状态下的轴承钢组织中不允许有严重的碳化物网状组织存在。对于冷切削加工成型的零件，因为它不再进行热压力加工，钢材中的网状组织会保留到轴承零件中，所以，钢铁行业对于退火状态供冷切削加工用的轴承钢材，都有严格的碳化物网状级别限制。

专利申请号CN200910062664.X涉及一种降低轴承钢盘条碳化物网状级别的方法。该工艺开轧温度控制在900～950℃，终轧温度控制在920～990℃，再对轧件进行水冷处理，冷却速度控制在50～350℃/s，吐丝温度控制在760～820℃，制成散卷，最后对散卷进行风冷处理。该专利适用于轧制 规格棒线材，对于大断面轴承钢棒材不适用。

专利申请号CN 201310401556.7涉及一种GCr15轴承钢盘条网状碳化物控制方法，该方法控制连轧钢坯均热温度1200～1250℃，总在炉时间10～14h。终轧温度≥950℃；钢坯加热后轧成盘条，盘条吐丝温度控制在880～930℃，水冷冷却速度50～80℃/s，水冷时间10～50s，集卷温度控制在200～400℃。该专利适用于轧制规格较小，对于大断面轴承钢棒材并不适用。

热处理工艺(正火处理)是改善或消除网状碳化物的方法，然而这种工艺方法对于小规格轴承钢网状碳化物控制有一定效果，但是对于大断面轴承钢的网状碳化物控制效果不明显。

众多研究表明通过控制轧制工艺能改善碳化物网状，即对加工过程进行温度控制和冷却控制。这种技术应用于线材和小断面棒材生产，在抑制网状碳化物的析出方面取得了较好效果。然而，对于大断面轴承钢，在抑制网状碳化物的析出方面一直没有得到明显改善。

综上所述，可知现有控轧控冷技术对于控制GCr15轴承钢网状碳化物析出有以下缺点：

(1)目前，国内对于GCr15轴承钢网状碳化物析出控制主要集中在≤的棒线材，对于规格Φ50～Φ90mm的大断面GCr15轴承钢在线轧制的网状碳化物控制专利技术从未报道。

(2)热处理工艺(正火处理)对于小规格轴承钢棒材是一种有效的改善网状碳化物方法，但对于大断面轴承钢棒材网状碳化物控制效果不明显，而且增加了成本，不利于节能环保。

(3)大断面GCr15轴承钢网状碳化物控制控轧控冷工艺与小规格GCr15轴承钢网状碳化物控制控轧控冷工艺截然不同：第一，小规格轴承钢由于断截面小，芯表温差梯度小，因此快速冷却时可以带走轴承钢热量，从而抑制轴承钢网状碳化物；而对于大规格轴承而言，由于断截面大，芯表温差大，即使快速冷却，对芯部温度影响也较小，再加上相变潜热原因，由于热量大，更难抑制大断面轴承钢芯部网状碳化物；第二，小规格轴承钢通常通过轧后快冷就可以抑制轴承钢网状碳化物，而对于大规格轴承来讲，如果轧后冷速过小，则对轴承钢心部将起不到破网和细化晶粒的作用，如果轧后冷速过大，轴承钢表面又容易形成马氏体组织，导致表面裂纹；第三，对于小规格轴承钢网状控制控轧控冷工艺研究已成熟，并广泛应用于钢铁行业，而对于大规格轴承钢网状控制控轧控冷工艺目前还处于试验阶段，并未应用推广。因此，对于大规格GCr15轴承钢，网状碳化物控制一直是钢铁科研人员努力探索的难题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的一个目的在于提供一种控制大断面GCr15轴承钢网状碳化物析出的轧制方法。采用该方法得到大断面GCr15轴承钢的网状碳化物级别由原来的≥3级降低至≤2级，不但提高了高碳铬轴承钢的综合机械性能，延长了轴承的使用寿命，而且降低了生产成本，提高了轴承钢市场竞争力。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种控制大断面GCr15轴承钢网状碳化物析出的轧制方法，以GCr15连铸坯为原料，依次包括如下工序：加热、除鳞、粗轧、中轧、预精轧、第一次穿水冷却、棒材减定径机组精轧、第二次穿水冷却、冷床冷却，最终得到成品棒材。

上述轧制方法中，作为一种优选实施方式，所述加热工序中，对所述连铸坯进行加热，均热温度为1200～1230℃(比如1202℃、1205℃、1208℃、1210℃、1215℃、1220℃、1225℃)；优选地，所述加热分为四段加热，依次为预热段、加热一段、加热二段和均热段，所述预热段的温度为600～700℃(比如605℃、610℃、620℃、630℃、640℃、650℃、660℃、670℃、680℃、690℃、695℃)，所述加热一段的温度1000～1100℃(比如1010℃、1020℃、1030℃、1050℃、1070℃、1080℃、1090℃)，所述加热二段的温度1180～1230℃(比如1185℃、1190℃、1200℃、1210℃、1220℃、1225℃)，所述均热段的温度1200～1230℃(比如1202℃、1205℃、1208℃)；进一步优选地，所述加热工序中的总加热时间为10～15h(比如10.5h、11h、12h、13h、14h、14.5h)，均热时间(即高温扩散时间)为5～8h(比如5.5h、6h、6.5h、7h、7.5h)。采用多段式加热方式，一是可以更好地确保GCr15轴承钢低温段加热质量，防止开裂，二是可以更好地确保高温扩散温度，有利于消除轴承钢液析缺陷。

上述轧制方法中，作为一种优选实施方式，所述除鳞工序中，采用高压水除鳞，所述高压水除鳞的压力≥28MPa；优选为28～30MPa(比如28.2MPa、28.4MPa、28.6MPa、29MPa、29.4MPa、29.6MPa、29.8MPa)。

上述轧制方法中，作为一种优选实施方式，所述粗轧的开轧温度为1050～1100℃(比如1052℃、1055℃、1060℃、1070℃、1080℃、1090℃、1095℃、1098℃)，所述粗轧的终轧温度为1000～1060℃(比如1005℃、1010℃、1020℃、1030℃、1040℃、1050℃、1055℃、1058℃)；所述中轧的开轧温度为960～980℃(比如962℃、963℃、965℃、968℃、972℃、975℃、978℃、979℃)，所述中轧的终轧温度为920～960℃(比如922℃、925℃、930℃、940℃、950℃、955℃、958℃)；所述预精轧的开轧温度为900～970℃(比如905℃、910℃、920℃、940℃、950℃、960℃、965℃、968℃)，所述预精轧的终轧温度为870～950℃(比如875℃、880℃、890℃、900℃、910℃、920℃、930℃、940℃、945℃)；优选地，所述粗轧的总道次为6道次，所述中轧的总道次为6道次，所述预精轧的总道次为4道次。

上述轧制方法中，作为一种优选实施方式，所述第一次穿水冷却工序中，将所述预精轧后得到的轧件冷却至750～800℃(比如752℃、755℃、760℃、770℃、780℃、790℃、794℃、796℃、798℃)；优选地，所述第一次穿水冷却工序中，水冷速度为35-150℃/s(比如36℃/s、38℃/s、42℃/s、50℃/s、70℃/s、100℃/s、120℃/s、130℃/s、140℃/s、145℃/s、148℃/s)；水冷速度是由水冷强度(压力和流量)决定，且水冷强度越大水冷速度越快，本发明中更优选地，所述第一次穿水冷却工序中，水冷压力为0.2～0.6MPa(比如0.22MPa、0.25MPa、0.30MPa、0.35MPa、0.40MPa、0.45MPa、0.5MPa、0.55MPa、0.58MPa)，流量为120～300m³/h(比如125m³/h、130m³/h、140m³/h、160m³/h、200m³/h、250m³/h、280m³/h、290m³/h、295m³/h)。第一次穿水冷却后的轧件会返红到棒材减定径机组精轧的开轧温度。

上述轧制方法中，作为一种优选实施方式，所述棒材减定径机组精轧工序中，开轧温度为830～850℃(比如832℃、835℃、838℃、840℃、843℃、846℃、848℃)；该工序中，根据规格不同，其相对压下量不同，优选相对压下量为35～75％(比如40％、45％、50％、60％、65％、70％、72％)；更优选地，所述棒材减定径机组精轧为KOCKS轧制。

上述轧制方法中，作为一种优选实施方式，所述第二次穿水冷却工序中，将所述棒材减定径机组精轧后得到的轧件冷却至550～670℃(比如552℃、555℃、560℃、570℃、580℃、600℃、620℃、640℃、650℃、660℃、665℃、668℃)；优选地，所述第二次穿水冷却工序中，水冷速度为50～150℃/s(比如52℃/s、55℃/s、58℃/s、62℃/s、70℃/s、90℃/s、110℃/s、130℃/s、140℃/s、145℃/s、148℃/s)；水冷速度是由水冷强度(压力和流量)决定，且水冷强度越大水冷速度越快，本发明中更优选地，所述第二次穿水冷却工序中，水冷压力为0.2～0.6MPa(比如0.22MPa、0.25MPa、0.30MPa、0.35MPa、0.40MPa、0.45MPa、0.5MPa、0.55MPa、0.58MPa)，流量为120～300m³/h(比如125m³/h、130m³/h、140m³/h、160m³/h、200m³/h、250m³/h、280m³/h、290m³/h、295m³/h)。

上述轧制方法中，作为一种优选实施方式，所述第一次穿水冷却和/或第二次穿水冷却采用多段间歇冷却方式；优选采用3-6段间歇冷却方式；更优选地，所述多段间歇式水箱冷却是指在所述第一次穿水冷却和/或第二次穿水冷却整个过程中设置4-6个水箱，且相邻两个水箱之间间隔的距离为5-6m。多段间歇冷却方式是指在轧线上每隔一段距离布置一个水箱，共布置多个水箱进行冷却，最终将其冷却到规定温度；通过控制轧线上每个水箱的水流量和压力，以达到控制所需温度的目的。本发明中两次穿水冷却都采用多段间歇水冷冷却方式，能够更好地防止由于冷速过大而导致轴承钢表面容易形成马氏体组织，进而导致表面裂纹。

上述轧制方法中，作为一种优选实施方式，所述冷床冷却工序中，将所述第二次穿水冷却后的轧件在冷床上返红后进行空冷或风冷，优选地，所述冷床冷却工序中，返红温度为650～700℃(比如652℃、655℃、660℃、670℃、680℃、690℃、695℃、698℃)，冷却速度1～5℃/s(比如1.5℃/s、1.2℃/s、2.5℃/s、3℃/s、3.5℃/s、4℃/s、4.5℃/s)。返红温度是指钢材热轧后经水冷进入空气后，钢材心部热量向外传递，使钢材表面温度回升所达到的最高温度，也叫自回火温度；本发明的冷床冷却工序中，返红温度是指轧件在冷床上放置时温度会回升至650-700℃，冷却速度通过打开保温罩和轴流风机开关来控制。

上述轧制方法中，作为一种优选实施方式，所述大断面GCr15轴承钢是指规格为Φ50～Φ90mm的棒材。

上述轧制方法中，作为一种优选实施方式，所述棒材减定径机组精轧工序中，开轧温度为830～850℃；所述第二次穿水冷却工序中，采用多段间歇式水箱冷却，压力为0.2～0.6MPa，流量为120～300m³/h；所述冷床冷却工序中，返红温度为650～700℃。

采用上述轧制方法制备的大断面GCr15轴承钢，其网状碳化物级别≤2级，碳化物液析0级；带状碳化物级别≤1.5级；显微空隙0级；金相组织为细小片层珠光体；优选地，所述GCr15轴承钢(高碳铬轴承钢)的直径为50～90mm。

本发明提供的轧制方法的技术原理如下：

GCr15轴承钢网状碳化物析出温度在900～700℃之间析出，900～850℃之间网状碳化物微量析出，850～750℃之间网状碳化物少量析出，750～700℃之间网状碳化物大量析出。针对网状碳化物析出特点，为了既抑制网状碳化物析出，又不致使轴承钢表面容易形成马氏体组织从而导致表面裂纹，本发明采用多段间歇快速冷却技术带走大断面轴承钢热量，使芯表温度同时快速冷却，达到抑制大断面轴承钢网状控制目的。

各工序作用如下：1)加热：对高碳铬轴承钢进行高温扩散，消除液析和减轻带状组织，减轻后序网状碳化物析出；2)粗轧：进行材料成型变形，为后续轧制工序提供适合坯料；3)中轧和预精轧：进行材料成型变形，为棒材减定径机组提供适合来料；4)第一次穿水冷却：带走大规格轴承钢热量，并通过在线返红使芯表温度差趋于一致，控制轧材进行棒材减定径机组的开轧温度，同时减轻碳原子扩散速率；5)棒材减定径机组精轧：对材料成型变形，为最终成品棒材提供合格的尺寸精度和表面质量，与此同时，该处轧制还能达到破碎网状碳化物的目的，使之碎断，细化，为抑制网状碳化物析出提供帮助；6)第二次穿水冷却：通过多段间歇快速冷却，可以控制大断面轴承钢芯表温度，抑制网状碳化物析出，从而达到消除大断面轴承碳化物网状目的；7)冷床冷却：通过控制棒材在冷床上的冷却速率，可以达到既能得到细小片状珠光体组织又能使晶粒细化目的，从而提高轴承钢的综合力学性能，延长轴承钢使用寿命。

因此，对于大断面轴承钢的网状碳化物控制而言，轧后控冷关键需要控制750～700℃温度区间，该温度区间为GCr15网状碳化物大量析出温度区间，本发明中通过控制棒材减定径机组处温度830～850℃和第二次穿水冷却工序中冷却后温度550～670℃，如此能更好地避免网状碳化物的大量析出，另外棒材减定径机组精轧能够将已形成网状碳化物充分破碎从而控制网状碳化物析出。

如果轧后冷速过小，则轴承钢芯部将起不到破网和细化晶粒的作用；而如果轧后冷速过大，轴承钢表面又容易形成马氏体组织，导致表面裂纹；所以对于大断面轴承钢网状化物控制而言，轧后水冷强度控制非常关键；优选地，水冷压力为0.2～0.6MPa，流量为120～300m³/h。

在冷却过程中，大断面轴承钢释放相变潜热将极大影响到温度的控制，由于热容量大，本发明优选轧后冷却采用多段间歇冷却方式(比如：3～6段间歇冷却方式)。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(一)本发明提供的轧制方法有以下优点：(1)加热炉中的高温扩散有利于GCr15轴承钢液析的消除和带状的减轻；(2)精轧温度控制在网状碳化物微量析出的温度区间，通过轧制可以将网状碳化物充分破碎；(3)精轧后采用多段间歇水冷冷却方式，或者两次穿水冷却都采用多段间歇水冷冷却方式，可以将析出的网状碳化物抑制，多段间歇水冷冷却方式的优点不但能将轴承钢表面网状碳化物抑制，而且还能将轴承钢中心网状碳化物抑制；同时有利于防止冷速过大导致轴承钢表面容易形成马氏体组织，进而导致表面裂纹；(4)轴承钢上冷床后(返红温度650～700℃)进行空冷或风冷，冷却速度≥1℃/s，确保了GCr15轴承钢珠光体组织的片层间距，从而提高GCr15轴承钢综合力学性能和疲劳寿命。

(二)采用本发明的控轧控冷新工艺方法轧制的GCr15高碳铬轴承钢，其网状碳化物级别由原来的≥3级降低至≤2级，从而提高了高碳铬轴承钢的综合机械性能，有利于延长轴承的使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例1制备的直径50mm高碳铬轴承钢网状碳化物照片。

图2是本发明实施例2制备的直径70mm高碳铬轴承钢网状碳化物照片。

图3是本发明实施例3制备的直径90mm高碳铬轴承钢网状碳化物照片。

具体实施方式

以下结合附图通过实例对本发明的技术方案作进一步详细说明。

本发明优选实施例的控制大断面GCr15轴承钢网状碳化物析出的轧制方法，以连铸坯为原料，依次包括如下工序：加热、除鳞、粗轧、中轧、预精轧、第一次穿水冷却、棒材减定径机组轧制(比如KOCKS轧制)、第二次穿水冷却、冷床冷却。

本发明实施例采用的连铸坯尺寸为300×400×9000mm；粗轧后轧件断面为200×220mm，中轧后轧件的尺寸规格为Φ100～Φ180，预精轧后轧件的尺寸规格为Φ70～Φ140；最终轧成不同直径(Φ50-90mm)的成品棒材。

以下实施例中采用的设备如下：

步进式加热炉：46.5×9.7m(1座)，

粗轧轧机：Φ960mm(6机架)，

中轧轧机：Φ850mm(6机架)，

预精轧轧机：Φ605mm(4机架)，

减定径机组：KOCKS(4架)，

横移冷床：108×14m。

本发明的实施例中采用的多段间歇式水箱具体包括：3～6段水箱，水箱长度5.0m，间隔5-6m布置；水箱是本领域常用装置，水箱部件由冷却器、吹扫器、干燥器组成，水箱水冷方式根据不同GCr15轴承钢规格进行组合控制冷却，但水箱段数≥3段。

本发明优选实施例采用“控制精轧的开轧温度(830～850℃)+多段间歇式水箱冷却(压力0.2～0.6MPa，流量120～300m³/h)+控制冷床返红温度(650～700℃)”的在线控轧控冷新工艺，该新工艺既能克服轧后冷速过小(轴承钢心部将起不到破网和细化晶粒的作用)或过大(轴承钢表面容易形成马氏体组织导致表面裂纹)的问题，又能成功控制大断面GCr15轴承钢网状碳化物析出，使网状碳化物级别降低至≤2级，满足标准要求(国标GB/T18254和欧标SEP1520)，同时还极大地减少了后序热处理工艺，降低了生产成本，提高了GCr15轴承钢市场竞争力。

实施例1

一种控制大断面GCr15轴承钢网状碳化物析出的轧制方法，包括以下步骤：

1)连铸坯加热：连铸坯预热温度655℃，一加温度1060℃，二加温度1220℃，均热温度1215℃，总加热时间12小时，高温扩散时间6小时；

2)将加热后的连铸坯经过高压水除鳞后依次进行粗轧、中轧、预精轧；其中高压水除鳞压力28.5MPa；粗轧的开轧温度为1085℃，轧制道次为6道次，粗轧的终轧温度为1040℃左右；中轧的开轧温度为975℃，轧制道次为6道次，中轧的终轧温度为940℃左右；预精轧的开轧温度为962℃，轧制道次为4道次，预精轧的终轧温度为920℃左右；中轧后轧件的尺寸规格为Φ110mm，预精轧后轧件的尺寸规格为Φ85mm；

3)第一次穿水冷却：预精轧后穿水冷却至800℃；水冷速度约为50℃/s；每个水箱的水冷压力为0.4MPa，流量为150m³/h；

4)KOCKS轧制：开轧温度为835℃，轧制道次为4道次；

5)第二次穿水冷却：KOCKS轧制后穿水冷却至650℃；水冷速度约为60℃/s；水冷压力为0.5MPa，流量为180m³/h。

6)冷床冷却：将第5)步得到的棒材在冷床上返红至685℃，然后在冷床上以1.3℃/s的冷却速度空冷至室温，最终得到成品棒材。

本实施例轧制的圆钢的规格为Φ50mm，成分为：0.98％C，0.54％Si，0.34％Mn，1.49％Cr，0.01％Mo，0.002％S，0.014％P，0.021％Al，其余为平衡Fe及不可避免的杂质；投入控冷水箱数量为3个，采用本实施例方法共轧制10件棒材。图1是本实施例制备的直径50mm高碳铬轴承钢网状碳化物照片，从该图可以看出本实施例制备的GCr15轴承钢评定网状碳化物级别均为1.0级(根据国标GB/T18254)；其他性能数据见表1。

实施例2

一种控制大断面GCr15轴承钢网状碳化物析出的轧制方法，包括以下步骤：

1)连铸坯加热：连铸坯预热温度670℃，一加温度1050℃，二加温度1230℃，均热温度1220℃，总加热时间12小时，高温扩散时间7小时；

2)将加热后的连铸坯经过高压水除鳞后依次进行粗轧、中轧、预精轧；其中高压水除鳞压力29MPa；粗轧的开轧温度为1100℃，轧制道次为6道次，粗轧的终轧温度为1060℃左右；中轧的开轧温度为980℃，轧制道次为6道次，中轧的终轧温度为940℃左右；预精轧的开轧温度为950℃；轧制道次为4道次，预精轧的终轧温度为920℃左右；中轧后轧件的尺寸规格为Φ145mm，预精轧后轧件的尺寸规格为Φ115mm；

3)第一次穿水冷却：预精轧后穿水冷却至780℃；水冷速度约为60℃/s；水冷压力为0.5MPa，流量为180m³/h；

4)KOCKS轧制：开轧温度为842℃，轧制道次为4道次。

5)第二次穿水冷却：KOCKS轧制后穿水冷却至640℃；水冷速度约为80℃/s；水冷压力为0.6MPa，流量为240m³/h。

6)冷床冷却：将第5)步得到的棒材在冷床上返红至680℃，然后以1.8℃/s的冷却速度空冷至室温，最终得到成品棒材。

本实施例轧制的圆钢的规格为Φ70mm，投入控冷水箱数量为4个，采用本实施例方法共轧制10件棒材。图2是本实施例制备的直径70mm高碳铬轴承钢网状碳化物照片，从该图可以看出根据国标GB/T18254，本实施例制备的GCr15轴承钢评定网状级别均为1.0级，最高网状碳化物级别不超过1.5级，其他性能数据见表1。

实施例3

一种控制大断面GCr15轴承钢网状碳化物析出的轧制方法，包括以下步骤：

1)连铸坯加热：连铸坯预热温度640℃，一加温度1067℃，二加温度1224℃，均热温度1220℃，总加热时间12小时，高温扩散时间8小时；

2)将加热后的连铸坯经过高压水除鳞后依次进行粗轧、中轧、预精轧；其中高压水除鳞压力29MPa；粗轧的开轧温度为1095℃，轧制道次为6道次，粗轧的终轧温度为1050℃左右；中轧的开轧温度为970℃，轧制道次为6道次，中轧的终轧温度为930℃左右；预精轧的开轧温度为935℃，轧制道次为4道次，预精轧的终轧温度为900℃左右；中轧后轧件的尺寸规格为Φ180mm，预精轧后轧件的尺寸规格为Φ140mm；

3)第一次穿水冷却：预精轧后穿水冷却至750℃；水冷速度约为85℃/s；水冷压力为0.5MPa，流量为200m³/h；

4)KOCKS轧制：开轧温度为835℃，轧制道次为6道次；

5)第二次穿水冷却：KOCKS轧制后穿水冷却至600℃；水冷速度约为100℃/s；水冷压力为0.6MPa，流量为240m³/h。

6)冷床冷却：将第5)步得到的棒材在冷床上返红至670℃，然后在冷床上以2.5℃/s的冷却速度冷却至室温，最终得到成品棒材。

本实施例轧制的圆钢的规格为Φ90mm，投入控冷水箱数量为6个，采用本实施例方法共轧制10件棒材。图3是本实施例制备的直径90mm高碳铬轴承钢网状碳化物照片，从该图可以看出根据国标GB/T18254，本实施例制备的GCr15轴承钢评定网状级别均为1.5级，最高网状碳化物级别不超过2.0级，其他性能数据见表1。

实施例4

一种控制大断面GCr15轴承钢网状碳化物析出的轧制方法，包括以下步骤：

1)连铸坯加热：连铸坯预热温度640℃，一加温度1067℃，二加温度1224℃，均热温度1220℃，总加热时间12小时，高温扩散时间8小时；

2)将加热后的连铸坯经过高压水除鳞后依次进行粗轧、中轧、预精轧；其中高压水除鳞压力29MPa；粗轧的开轧温度为1095℃，轧制道次为6道次，粗轧的终轧温度为1050℃左右；中轧的开轧温度为970℃，轧制道次为6道次，中轧的终轧温度为930℃左右；预精轧的开轧温度为935℃，轧制道次为4道次，预精轧的终轧温度为900℃左右；中轧后轧件的尺寸规格为Φ180mm，预精轧后轧件的尺寸规格为Φ140mm；

3)第一次穿水冷却：预精轧后穿水冷却至750℃；水冷速度约为85℃/s；水冷压力为0.5MPa，流量为200m³/h；

4)KOCKS轧制：开轧温度为835℃，轧制道次为6道次；

5)第二次穿水冷却：KOCKS轧制后穿水冷却至560℃；水冷速度约为140℃/s；水冷压力为0.6MPa，流量为280m^3/h。

6)冷床冷却：将第5)步得到的棒材在冷床上返红至670℃，然后在冷床上以4℃/s的冷却速度冷却至室温，最终得到成品棒材。

本实施例轧制的圆钢的规格为Φ90mm，投入控冷水箱数量为6个，采用本实施例方法共轧制10件棒材。本实施例制备的GCr15轴承钢评定网状级别均为1.0级，最高网状碳化物级别不超过2.0级，其他性能数据见表1。

实施例5-23

实施例5-23除以下表1中涉及的工艺参数不同于实施例1以外，其他工艺参数与实施例1相同，得到的钢材理化检验结果参见表1。

表1实施例1-20轧制的大断面GCr15轴承钢的工艺参数及检验性能数据

本发明的工艺参数(如温度、时间等)区间上下限取值以及区间值都能实现本法，在此不一一列举实施例。

Claims (10)

1.一种控制大断面GCr15轴承钢网状碳化物析出的轧制方法，其特征在于，以GCr15连铸坯为原料，依次包括如下工序：加热、除鳞、粗轧、中轧、预精轧、第一次穿水冷却、棒材减定径机组精轧、第二次穿水冷却、冷床冷却，最终得到成品棒材。

2.根据权利要求1所述轧制方法，其特征在于，所述加热工序中，对所述连铸坯进行加热，均热温度为1200～1230℃；优选地，所述加热分为四段加热，依次为预热段、加热一段、加热二段和均热段，所述预热段的温度为600～700℃，所述加热一段的温度1000～1100℃，所述加热二段的温度1180～1230℃，所述均热段的温度1200～1230℃；进一步优选地，所述加热工序中的总加热时间为10～15h，均热时间为5～8h。

3.根据权利要求1所述轧制方法，其特征在于，所述除鳞工序中，采用高压水除鳞，所述高压水除鳞的压力≥28MPa，优选为28～30MPa；所述粗轧的开轧温度为1050～1100℃，终轧温度为1000～1060℃；所述中轧的开轧温度为960～980℃，终轧温度为920～960℃；所述预精轧的开轧温度为900～970℃，终轧温度为870～950℃；优选地，所述粗轧的总道次为6道次，所述中轧的总道次为6道次，所述预精轧的总道次为4道次。

4.根据权利要求1所述轧制方法，其特征在于，所述第一次穿水冷却工序中，将所述预精轧后得到的轧件冷却至750～800℃；优选地，所述第一次穿水冷却工序中，水冷速度为35-150℃/s；更优选地，所述第一次穿水冷却工序中，水冷压力为0.2～0.6MPa，流量为120～300m³/h。

5.根据权利要求1所述轧制方法，其特征在于，所述棒材减定径机组精轧工序中，开轧温度为830～850℃；根据规格不同，相对压下量不同，优选相对压下量为35～75％；更优选地，所述棒材减定径机组精轧为KOCKS轧制。

6.根据权利要求1所述轧制方法，其特征在于，所述第二次穿水冷却工序中，将所述棒材减定径机组精轧后得到的轧件冷却至550～670℃；优选地，所述第二次穿水冷却工序中，水冷速度为50～150℃/s；更优选地，所述第二次穿水冷却工序中，水冷压力为0.2～0.6MPa，流量为120～300m³/h。

7.根据权利要求1所述轧制方法，其特征在于，所述第一次穿水冷却和/或第二次穿水冷却采用多段间歇冷却方式；优选采用3-6段间歇冷却方式；更优选地，所述多段间歇式水箱冷却是指在所述第一次穿水冷却和/或第二次穿水冷却整个过程中设置4-6个水箱，且相邻两个水箱之间间隔的距离为5-6m。

8.根据权利要求1所述轧制方法，其特征在于，所述冷床冷却工序中，将所述第二次穿水冷却后的轧件在冷床上返红后进行空冷或风冷，优选地，所述冷床冷却工序中，返红温度为650～700℃，冷却速度1～5℃/s。

9.根据权利要求1所述轧制方法，其特征在于，所述大断面GCr15轴承钢是指规格为Φ50～Φ90mm的棒材；优选地，所述棒材减定径机组精轧工序中，开轧温度为830～850℃；所述第二次穿水冷却工序中，采用多段间歇式水箱冷却，压力为0.2～0.6MPa，流量为120～300m³/h；所述冷床冷却工序中，返红温度为650～700℃。

10.采用上述权利要求1-9中任一项所述轧制方法制备的大断面GCr15轴承钢，其特征在于，所述GCr15轴承钢的网状碳化物级别≤2级，碳化物液析0级；带状碳化物级别≤1.5级；显微空隙0级；金相组织为细小片层珠光体；优选地，所述GCr15轴承钢的直径为50～90mm。