CN112063929B - 新型盾构机用轴承锻件及其锻造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种新型盾构机用轴承锻件及其锻造方法，该锻件各个元素和含量组成，按重量百分比计：C：0.52至0.60、Si：0.17至0.37、Mn：0.50至0.80、Cr：0.90至1.20、Mo：0.15至0.30、Ni：0.50至0.70、Cu：0.05至0.1、W：0.1至0.2；P：≤0.015、S：≤0.003、H：≤0.00018、其余部分为Fe和正常的杂质。

Description

新型盾构机用轴承锻件及其锻造方法
技术领域
本发明涉及一种新型盾构机用轴承锻件及其锻造方法。
背景技术
随着城市建设的高速发展，大量的交通隧洞、城市地下铁道、供排水隧道和电缆隧道等工程已建、在修或正在规划之中。盾构机作为盾构施工的主要施工机械，目前呈现大直径化的发展趋势，上海的崇明隧道已经开始使用直径为15m的盾构机。而盾构机轴承套圈作为盾构机轴承的主要部件，其尺寸也需要达到6m及以上。因此，大尺寸轴承套圈用钢在具备高的疲劳强度、硬度、抗压强度、弹性极限、耐磨性以及耐腐蚀性能等性能基础上，还需要具备高的淬透性、淬硬性以及一定的冲击韧性。根据国内外对于大型低速重载轴承套圈用钢的使用情况，一般选用中碳合金轴承钢。中碳合金钢一般采用42CrMo，可以满足小尺寸盾构机轴承套圈用钢的使用，而对于大尺寸盾构机轴承套圈用钢则需要进行合金化设计。
由于盾构机特殊的工作环境，对于盾构机轴承套圈有着较高的要求。对于大尺寸轴承套圈，其基体整体调质硬度需要在260HB~310HB，调质后的-20℃低温韧性平均值Akv≥42J，接触滚道表面淬火硬度为59HRC~62HRC，同时具有一定的淬硬层，目前对于满足大尺寸盾构机轴承套圈性能的用钢未见报道。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，从而提供一种新型盾构机用轴承锻件，通过增加适量的W元素以及Cu元素，以及提供C含量，得到了满足大尺寸轴承用锻件的对于淬透性、表面淬火硬度以及耐腐蚀性的要求。
本发明所采用的技术方案是这样的：一种新型盾构机用轴承锻件，该锻件各个元素和含量组成，按重量百分比计：C：0.52至0.60、Si：0.17至0.37、Mn：0.50至0.80、Cr：0.90至1.20、Mo：0.15至0.30、Ni：0.50至0.70、Cu：0.05至0.1、W：0.1至0.2；P：≤0.015、S：≤0.003、H：≤0.00018、；其余部分为Fe和正常的杂质。
本发明的目的在于克服上述技术的不足，从而提供一种新型盾构机用轴承的锻造方法。
本发明所采用的另一技术方案是这样的：一种新型盾构机用轴承的锻造方法，包括以下步骤：
S1：按照设计成分分别称取各个原料，冶炼，浇铸成铸锭；
S2：坯料加热：将坯料放入加热炉，炉温应小于400℃，自由升温1小时后，然后以每小时40℃~60℃升温到950℃保温3小时，然后再以每小时120℃~140℃，升温至1300℃，保温2小时后在降温到1260℃，再保温1小时后，出炉开始锻造；
S3：锻造，在4500吨压机上进行镦粗或拔长坯料，在锻造工艺中始锻温度控制在1200℃~1250℃，锻造比为4~6，终锻温度控制在800℃~850℃；
S4：对上述锻造后的坯料进行拔长，锻造比3.5-4，拔长道次为6～8次，每道次拔长后翻转90°，每道次压下量为上一道次锻坯截面高度的0.23～0.25倍；
S5:将S4得到的坯料加热直至充分奥氏体化，奥氏体化加热温度为800℃~850℃，保温时间为1.5min/mm~3.0min/mm；
S6：淬火以及回火，将S5步骤得到的坯料进行油淬后冷却至室温，而后对其进行高温回火，回火温度为550℃-650℃，保温时间为3小时后冷却至室温；
S7：表面感应加热淬火，加热速度为80-100℃/s，加热温度到950℃，保温3s，再以10-100℃/s的冷却速度淬火至室温
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：通过提供C含量能够形成强碳化物，回火过程中能析出MC而产生二次硬化效应从而保证耐冲击性以及提供足够的强度；加入W有助于Mo元素发挥其高淬透性，两元素之间的协同作用发挥了其最优性能，加入Cu提高了其耐腐蚀性能，而且使其的轴承锻件的芯部具有良好的韧性，此外进行表面感应加热淬火保证了锻件的表面淬火硬度。
具体实施方式
以下结合具体实施方式来进一步说明本发明。
本发明公开一种新型盾构机用轴承锻件，该锻件各个元素和含量组成，按重量百分比计：C：0.52至0.60、Si：0.17至0.37、Mn：0.50至0.80、Cr：0.90至1.20、Mo：0.15至0.30、Ni：0.50至0.70、Cu：0.05至0.1、W：0.1至0.2；P：≤0.015、S：≤0.003、H：≤0.00018、；其余部分为Fe和正常的杂质。
如CN201410802625.X中公开的大尺寸盾构机轴承套圈用钢及其热处理方法，其中C含量为0.41-0.45，本申请中提高了C含量，能够形成强碳化物，回火过程中能析出MC而产生二次硬化效应，继而提高耐冲击能力，又有足够的强度。
增加了W元素，其有助于Mo元素发挥其高淬透性，两元素之间的协同作用发挥了其最优性能，从而提高了锻件的淬透性而且保证锻件的芯部具有良好的韧性。
此外加入Cu元素，能够保证锻件的耐腐蚀性能，而且能够保证轴承锻件的芯部具有，由此保证大尺寸轴承在使用过程中不易发生断裂现象。
新型盾构机用轴承锻件的锻造方法，包括以下步骤：
S1：按照设计成分分别称取各个原料，冶炼，浇铸成铸锭；
S2：坯料加热：将坯料放入加热炉，炉温应小于400℃，自由升温1小时后，然后以每小时40℃~60℃升温到950℃保温3小时，然后再以每小时120℃~140℃，升温至1300℃，保温2小时后在降温到1260℃，再保温1小时后，出炉开始锻造；
S3：锻造，在4500吨压机上进行镦粗或拔长坯料，在锻造工艺中始锻温度控制在1200℃~1250℃，锻造比为4~6，终锻温度控制在800℃~850℃；
S4：对上述锻造后的坯料进行拔长，锻造比3.5-4，拔长道次为6～8次，每道次拔长后翻转90°，每道次压下量为上一道次锻坯截面高度的0.23～0.25倍；
S5:将S4得到的坯料加热直至充分奥氏体化，奥氏体化加热温度为800℃~850℃，保温时间为1.5min/mm~3.0min/mm；
S6：淬火以及回火，将S5步骤得到的坯料进行油淬后冷却至室温，而后对其进行高温回火，回火温度为550℃-650℃，保温时间为3小时后冷却至室温；
S7：表面感应加热淬火，加热速度为80-100℃/s，加热温度到950℃，保温3s，再以10-100℃/s的冷却速度淬火至室温。
采用表面感应加热淬火，使得锻件表面具有良好的表面淬火硬度。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及其优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.新型盾构机用轴承锻件的锻造方法，其特征在于：该锻件各个元素和含量组成，按重量百分比计：C：0.52至0.60、Si：0.17至0.37、Mn：0.50至0.80、Cr：0.90至1.20、Mo：0.15至0.30、Ni：0.50至0.70、Cu：0.05至0.1、W：0.1至0.2；P：≤0.015、S：≤0.003、H：≤0.00018、；其余部分为Fe和正常的杂质，该锻造方法包括以下步骤：
S1：按照设计成分分别称取各个原料，冶炼，浇铸成铸锭；
S2：坯料加热：将坯料放入加热炉，炉温应小于400℃，自由升温1小时后，然后以每小时40℃~60℃升温到950℃保温3小时，然后再以每小时120℃~140℃，升温至1300℃，保温2小时后在降温到1260℃，再保温1小时后，出炉开始锻造；
S3：锻造，在4500吨压机上进行镦粗或拔长坯料，在锻造工艺中始锻温度控制在1200℃~1250℃，锻造比为4~6，终锻温度控制在800℃~850℃；
S4：对上述锻造后的坯料进行拔长，锻造比3.5-4，拔长道次为6～8次，每道次拔长后翻转90°，每道次压下量为上一道次锻坯截面高度的0.23～0.25倍；
S5:将S4得到的坯料加热直至充分奥氏体化，奥氏体化加热温度为800℃~850℃，保温时间为1.5min/mm~3.0min/mm；
S6：淬火以及回火，将S5步骤得到的坯料进行油淬后冷却至室温，而后对其进行高温回火，回火温度为550℃-650℃，保温时间为3小时后冷却至室温；
S7：表面感应加热淬火，加热速度为80-100℃/s，加热温度到950℃，保温3s，再以10-100℃/s的冷却速度淬火至室温。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3713975B2 (ja) * 1998-09-17 2005-11-09 住友金属工業株式会社 軸受用鋼
JP4736621B2 (ja) * 2005-08-19 2011-07-27 Ｊｆｅスチール株式会社 耐摩耗性及び耐疲労損傷性に優れるパーライト鋼レール
JP2007231345A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Jfe Steel Kk 軸受用鋼部品およびその製造方法
JP2008088484A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Jfe Steel Kk 疲労特性に優れた軸受用鋼部品およびその製造方法
JP5312230B2 (ja) * 2009-07-02 2013-10-09 新日鐵住金株式会社 打抜きカエリの小さい軟質高炭素鋼板及びその製造方法
JP5418544B2 (ja) * 2011-06-23 2014-02-19 新日鐵住金株式会社 高強度、高疲労強度の薄鋼帯板と無端状鋼帯及びその製造方法
IN2014KN01143A (zh) * 2011-12-07 2015-10-16 Jfe Steel Corp
JP2015120940A (ja) * 2012-03-05 2015-07-02 Ｊｆｅスチール株式会社 ばね鋼
WO2014061782A1 (ja) * 2012-10-19 2014-04-24 新日鐵住金株式会社 疲労特性に優れる高周波焼入れ用鋼
BR112018011842B1 (pt) * 2015-12-15 2021-09-14 Jfe Steel Corporation Método para selecionar aço de trilho e aço de roda
CN109487159A (zh) * 2018-12-10 2019-03-19 张家港海锅新能源装备股份有限公司 一种a694grf60碳素钢锻件及其制备方法

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