CN113088623B - 一种超纯G102Cr18Mo不锈轴承钢的制备方法 - Google Patents

一种超纯G102Cr18Mo不锈轴承钢的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种超纯G102Cr18Mo不锈轴承钢的制备方法，属于金属冶炼技术领域；本发明首先通过中频炉冶炼、LF炉精炼、镇静处理以及模铸获得制备超纯G102Cr18Mo不锈轴承钢所需的母材，使氧含量位于20～30ppm之间，为超纯不锈钢轴承钢冶炼创造条件；之后，将母材锻造、扒皮处理后装入真空感应炉进行熔化、精炼，真空感应处理过程不添加任何合金元素；将真空感应熔炼的自耗电极进行两次真空自耗重熔，可以得到纯净度极高的G102Cr18Mo不锈轴承钢。

Description

一种超纯G102Cr18Mo不锈轴承钢的制备方法
技术领域
本发明属涉及金属冶炼技术领域，更具体地说，涉及一种超纯G102Cr18Mo不锈轴承钢的制备方法。
背景技术
G102Cr18Mo是制作轴承套圈及滚动体用的高碳铬不锈钢，适用于制造在海水、河水、硝酸、蒸汽以及海洋性等腐蚀介质的轴承，如船舶、潜水泵部件中的轴承，石油和化工机械中的轴承，航海仪表轴承等。为了提高轴承的疲劳寿命，提高G102Cr18Mo不锈钢的纯净度、特别是降低其全氧含量至关重要。目前，在G102Cr18Mo冶炼工艺中，往往采用电弧炉+炉外精炼+电渣重熔的工艺进行，偶尔还有部分企业采用真空自耗的办法，但是其产品中氧含量较高，夹杂物尺寸较大，纯净度较差。
经检索，中国专利号：ZL 201410741985.3，授权公告日：2017年1月11日，发明创造名称：一种风电用大规格渗碳轴承钢G20Cr2Ni4A制造新工艺，该申请案的工艺路线为：炼钢(电炉)→炉外精炼(LF→VD)→模铸(电级棒中700mm)→电渣重熔(保护气氛)→锻造(3500吨快锻机)→热处理→矫直→磨光；该申请案虽然针对的是轴承钢，其整个过程通过原始配料严格控制残余元素保证钢液纯净度、采用保护气氛电渣炉及高控电极A1含量达到电渣过程中不增氧的目的；通过控制化学成分保证电极棒重熔后成分合格；采用高控电级A1工艺，控制成品A1含量及墩拔工艺、锻后风冷达到大棒材晶粒度要求；通过采用两段退火、控制炉冷速度达到去氢解决白点问题；但是该申请案的轴承钢为G20Cr2Ni4A为低碳钢，C为0.2％左右且Cr含量小于2％，因而该制造工艺对于高碳铬不锈钢并不适用，此外，上述申请案的G20Cr2Ni4A采用高控电级A1(Al含量0.08％～0.12％)工艺，导致产物中A类(即硫化物夹杂)夹杂物为1.0级，B类(即氧化铝夹杂)夹杂物为0.5-1.0级，D类(球状氧化物类)夹杂物为0.5-1.0级，使得所制备的成品纯净度较差，因此，需进一步改进。
发明内容
1、发明要解决的技术问题
本发明的目的在于针对现有技术中G102Cr18Mo不锈轴承钢中夹杂物含量较高、纯净度较差的技术问题，提供一种超纯G102Cr18Mo不锈轴承钢的制备方法；本发明通过中频炉冶炼、LF炉精炼、镇静处理以及模铸获得制备超纯G102Cr18Mo不锈轴承钢所需的母材，且整个冶炼过程中能够保证后续目标产品成分的同时，有效的降低母材中的氧含量，便于后续对母材进行真空感应熔炼、精炼以及双真空自耗重熔，从而有效降低钢锭中的氧含量以及夹杂物含量，提高G102Cr18Mo不锈轴承钢的纯净度。
2、技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种超纯G102Cr18Mo不锈轴承钢的制备方法，其过程为：
步骤一、通过中频炉冶炼、LF炉精炼、镇静处理、模铸获得母材；
步骤二、将母材锻造成圆棒，并对圆棒表面进行扒皮处理；
步骤三、将处理后的圆棒加入真空感应炉内，抽真空，通电熔化；
步骤四、熔化完成，进行进一步精炼；
步骤五、浇铸成自耗电极；
步骤六、第一次真空自耗重熔；
步骤七、第二次真空自耗重熔。
优选的，所述步骤一中，其中频炉冶炼所采用的原料为中碳铬铁、金属钼、工业纯铁，且所述中频炉的炉衬为酸洗炉衬；当中频炉中的原料在熔化过程中向渣面加入氧化渣，且该氧化渣的成分为：FeO 30-35％；SiO2 35-40％；CaO 30-35％。
优选的，所述步骤一中，中频炉中的原料熔化完成后，将熔渣扒清，重新加入弱酸性合成渣，然后加入金属硅进行合金化；所述弱酸性合成渣成分为SiO2 40-50％；CaO 30-40％；CaF2 15-25％。
优选的，所述步骤一中，合金化完成后，将弱酸性酸性合成渣全部扒除，出钢；且出钢过程加入强碱性合成渣；所述强碱性合成渣组成如下：CaO 65-70％，SiO2 5-10％，CaF220-25％。
优选的，出钢完成，转入LF炉进行精炼；其精炼过程不添加合金料，渣面加入碳粉，按照吨钢1.5kg/t加入；其精炼温度1600～1620℃；其搅拌气眼直径为50mm～100mm；精炼时间不小于50min。
优选的，所述步骤二中，其圆棒直径为50mm-80mm，扒皮后直径为40-70mm。
优选的，所述步骤三中，熔炼前期，真空感应炉满功率加热、真空度≤20Pa直到金属料开始熔化；然后调整功率为最大功率的50～70％，直至金属料全部熔化。
优选的，所述步骤四中，在1500-1520℃、真空度≤3Pa下精炼4～5小时，其中每40分钟搅拌15分钟；且在精炼过程不添加任何脱氧剂。
优选的，所述步骤六中，首先对浇铸的自耗电极表面车刀，车削厚度为10mm-30mm；然后进行自耗重熔，其真空度≤0.5Pa，熔速2.0～3.0kg/min，且整个自耗过程无需通氦气冷却。
优选的，所述步骤七中，首先将步骤六真空自耗重熔的钢锭退火、锻造成自耗电极后，对自耗电极的表面车刀，车削厚度为10mm-30mm，然后进行自耗重熔；重熔之前，将自耗电极头尾对调；重熔真空度≤0.3Pa，熔速1.5～2.5kg/min；且整个自耗过程需要通氦气冷却。
3、有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种超纯G102Cr18Mo不锈轴承钢的制备方法，通过中频炉冶炼、LF炉精炼、镇静处理以及模铸获得制备超纯G102Cr18Mo不锈轴承钢所需的母材，且整个冶炼过程中能够保证后续目标产品成分的同时，有效的降低母材中的氧含量，便于后续对母材进行真空感应熔炼、精炼以及双真空自耗重熔，从而有效降低钢锭中的氧含量以及夹杂物含量，提高G102Cr18Mo不锈轴承钢的纯净度；
(2)本发明的一种超纯G102Cr18Mo不锈轴承钢的制备方法，在中频炉中进行冶炼的过程中，其炉衬采用的是酸洗炉衬，能够有效的减少钢液中气体含量的增加；如果采用碱性炉衬，极容易使得钢液中的气体含量增加，从而降低母材的纯净度，因而会影响后续产品的质量；
(3)本发明的一种超纯G102Cr18Mo不锈轴承钢的制备方法，其加入至中频炉的原料中不可避免的含有一定的杂质铝，由于铝的存在影响后期的脱氧效果以及增加夹杂物的含量，因而通过氧化渣中的FeO将铝氧化除去，但是由于FeO将铝除去后，会继续氧化其它有价元素而造成合金损失，影响不锈轴承钢的质量，因而在原料完全熔化后扒清氧化渣；
(4)本发明的一种超纯G102Cr18Mo不锈轴承钢的制备方法，为了避免扒清氧化渣后的钢液裸露于空气中，加入弱酸性合成渣，同时为了提高不锈轴承钢的性能，添加金属硅进行合金化；
(5)本发明的一种超纯G102Cr18Mo不锈轴承钢的制备方法，为了便于对位于LF炉中的钢液进行脱氧、脱硫，将中频炉中的弱酸性酸性合成渣全部扒除，并在出钢过程加入强碱性合成渣；此外，由于发明中的LF精炼时间远小于中频炉熔炼时间，采用强碱性合成渣对钢液增加气体含量(主要是氢)影响比较小；
(6)本发明的一种超纯G102Cr18Mo不锈轴承钢的制备方法，在LF炉进行精炼的过程中，只添加碳粉，通过碳粉进行脱氧，不额外添加其他合金原料，有效避免钢液发生污染，而影响后期不锈轴承钢的的纯净度；
(7)本发明的一种超纯G102Cr18Mo不锈轴承钢的制备方法，通过对锻造的圆棒直径大小进行控制，一方面，控制圆棒的总的表面积，使得总的表面积相对较大，从而有利于脱氢；另一方面，考虑其成本，控制其直径为50mm-80mm这一最佳范围；此外，在真空感应炉熔化金属料的过程中，通过控制真空感应炉的功率，降低金属料的熔化速度，从而在熔化过程中气体有时间溢出，从而进一步降低气体含量；
(8)本发明的一种超纯G102Cr18Mo不锈轴承钢的制备方法，通过两次真空自耗重熔，即进行二次重熔-凝固，有效的改善钢锭的凝固组织，且在真空自耗重熔之前，其冶炼过程中并未添加铝进行脱氧，且严格控制钢中铝的含量，使其在0.002％以下，因而钢中的氧不会被铝固定，从而为氧的去除提供了基础，在真空自耗重熔过程中完全依靠高真空下碳氧反应进行，第一次真空自耗重熔后，可将氧含量降低至≤10ppm以下，而第二次真空自耗重熔以后，可以将氧含量降低至≤6ppm以下；此外，在整个真空自耗重熔控制溶速，进一步提高脱氧效果，从而提高不锈轴承钢的的纯净度。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述。
实施例
本实施例的一种超纯G102Cr18Mo不锈轴承钢的制备方法，其其过程为：
步骤一、将原料260份中碳铬铁、6份金属钼、734份工业纯铁加入中频炉中，通过中频炉对原料进行熔化冶炼。
具体的，当原料在中频炉内熔化的过程中，向渣面加入氧化渣，且该氧化渣的成分为：FeO 30-35％；SiO2 35-40％；CaO 30-35％，通过氧化渣中的FeO将铝氧化除去，降低钢液中的铝含量。
值得说明的是，虽然原料为中碳铬铁、金属钼、工业纯铁，但是不可避免的会含有一定含量的杂质铝，由于铝的存在影响后期的脱氧效果以及增加夹杂物的含量，因而可以通过氧化渣中的FeO将铝氧化除去。
值得注意的是，由于氧化渣中存在FeO，当将铝氧化除去后，FeO会继续氧化其它有价元素而造成合金损失，从而影响不锈轴承钢的质量，因此，当中频炉中的原料熔化完成后，将熔渣扒清，并重新加入弱酸性合成渣，通过弱酸性合成渣对钢液进行保护，避免钢液裸露于空气中而造成钢液污染。
本实施例中的弱酸性合成渣成分为SiO2 40-50％；CaO 30-40％；CaF2 15-25％，由于弱酸性合成渣中不含有FeO，因而不会对钢液成分造成影响。
之后，为了提高不锈轴承钢的性能，添加5份的金属硅进行合金化。合金化完成后，其钢液的成分为：C 1.15-1.20％，Cr 18.0-18.5％，Mo 0.5-0.6％，Si 0.40-0.60％，P≤0.02％，S≤0.02％，Al≤0.002％；
当合金化完成后，将弱酸性酸性合成渣全部扒除，出钢；且出钢过程加入强碱性合成渣；所述强碱性合成渣组成如下：CaO 65-70％，SiO2 5-10％，CaF2 20-25％。本实施例采用强碱性合成渣是为了便于对位于LF炉中的钢液进行脱氧、脱硫，从而提高钢液的纯净度，即为下一步精炼做准备。
值得说明的是，本实施例中虽然在LF炉中采用强碱性合成渣，但是本实施例中钢液在LF精炼时间远小于中频炉熔炼时间，因而对钢液增加气体含量(主要是氢)影响比较小，且后续进行真空感应熔炼，能够有效的将氢除去，从而保证不锈轴承钢的纯净度。
在整个中频炉冶炼过程中，其炉衬采用酸洗炉衬，能够有效的减少钢液中气体含量的增加；如果采用碱性炉衬，极容易使得钢液中的气体含量增加，从而降低母材的纯净度，因而会影响后续产品的质量。
出钢完成，转入LF炉进行精炼；其精炼过程不添加合金料，渣面加入碳粉，按照1.5kg/t吨钢的加入量进行加入；其精炼温度1600℃～1620℃；其搅拌气眼直径为50mm～100mm，可以为50mm、60mm……90mm或100mm，通过控制搅拌气眼大小来控制搅拌效果，如果搅拌气眼过小，说明氩气量太小，导致搅拌效果差；如果搅拌气眼过大，会造成钢水裸露，导致空气氧化钢水严重，降低洁净度，本实施例的拌气眼直径为100mm；此外，控制精炼时间不小于50min。在LF炉精炼过程中只添加碳粉，通过碳粉进行脱氧，不额外添加其他合金原料，进一步降低钢液中氧的含量的同时，有效避免钢液发生污染，提高不锈轴承钢的的纯净度。
LF炉精炼完成后，其钢液中的成分如下：C 1.10-1.15％，Cr 17.5-18.0％，Mo0.5-0.6％，Si 0.40-0.50％，P≤0.02％，S≤0.001％，Al≤0.002％。
之后，对钢液进行镇静处理，期间底吹氩气关闭；即将钢包放置好，等待钢中的夹杂物上浮，此时钢包底部的吹氩口关闭，从而尽可能的让夹杂物上浮，从而有效降低钢液中的夹杂物含量。
当钢液的温度降至1530℃-1550℃时，进行吊包、模铸，获得母材。本实施例通过一系列冶炼方法进行冶炼，经过冶炼的母材氧含量可以达到20ppm～30ppm，从而为后续冶炼超纯G102Cr18Mo不锈轴承钢做准备。
步骤二、将步骤一中所获得的母材锻造成圆棒，且所锻造的圆棒直径为50mm-80mm。
为了便于后续冶炼，对圆棒表面进行扒皮处理，使得扒皮后的圆棒表面光亮，没有任何氧化铁皮，本实施例中圆棒扒皮后的直径为40mm-70mm。
值得说明的是，通过对锻造的圆棒直径大小进行控制，一方面，能够控制圆棒的总的表面积，使得总的表面积相对较大，从而有利于后续脱氢；另一方面，考虑其生产成本，控制其直径为50mm-80mm这一最佳范围。
步骤三、将扒皮处理后的圆棒加入真空感应炉内，抽真空，通电熔化；
具体的，在熔炼前期，真空感应炉满功率加热、真空度≤20Pa直到金属料开始熔化；然后调整功率为最大功率的50％～70％，直至金属料全部熔化。在真空感应炉熔化金属料的过程中，通过控制真空感应炉的功率，降低金属料的熔化速度，从而在熔化过程中气体有时间溢出，进一步降低气体含量。
步骤四、熔化完成，进行进一步精炼，具体的，在1500℃-1520℃、真空度≤3Pa下精炼4～5小时，且每40分钟搅拌15分钟；值得说明的是，在整个精炼过程不添加任何脱氧剂，从而进一步避免其他杂质污染钢液。
值得说明的是，现有技术中，在一般的真空感应冶炼时，往往选择纯金属料作为原料进行配比、熔化，其目的是尽可能降低原料带入的氧含量。然而，即使如此，原料带入钢中的氧含量也在100ppm以上。此外，在精炼过程需要补加合金调整成分。而补加的合金中均含有一定的氧含量以及其他杂质元素，从而不可避免的会对正在精炼的钢液造成污染。
而本实施例的制备方法，在真空感应冶炼之前，通过一系列的冶炼工艺获得母材，该母材的含氧量不仅低，而且，产品的目标成分也已调整，因而，在真空感应炉中不需要添加任何原料，避免了对钢液的污染。
步骤五、精炼完成后，不添加任何合金，真空度仍然≤3Pa，在此状态下浇铸，形成自耗电极。
步骤六、第一次真空自耗重熔；
具体的：首先，对浇铸的自耗电极表面车刀，其车削厚度为10mm-30mm，使得车削后的自耗电极表面光亮，没有任何氧化铁皮；然后进行自耗重熔，真空度≤0.5Pa，熔速2.0～3.0kg/min；且整个自耗过程无需通氦气进行冷却。
步骤七、第二次真空自耗重熔
具体的：首先将步骤六真空自耗重熔的钢锭退火、锻造成自耗电极后，对自耗电极的表面车刀，车削厚度为10mm-30mm，使得车削后的自耗电极表面光亮，没有任何氧化铁皮；然后进行自耗重熔；重熔之前，将自耗电极头尾对调；重熔真空度≤0.3Pa，熔速1.5～2.5kg/min；且整个自耗过程需要通氦气冷却。
值得说明的是，通过两次真空自耗重熔，即进行二次重熔-凝固，有效的改善钢锭的凝固组织，且在真空自耗重熔之前，其冶炼过程中并未添加铝进行脱氧，且严格控制钢中铝的含量，使其在0.002％以下，因而钢中的氧不会被铝固定，从而为氧的去除提供了基础，在真空自耗重熔过程中完全依靠高真空下碳氧反应进行，第一次真空自耗重熔后，可将氧含量降低至≤10ppm以下，而第二次真空自耗重熔以后，可以将氧含量降低至≤6ppm以下；此外，在整个真空自耗重熔控制溶速，进一步提高脱氧效果，从而提高不锈轴承钢的的纯净度。
现有技术中，为了降低不锈轴承钢中的全氧含量，往往在冶炼过程中向钢水中加入一定量的铝，通过铝将钢液中的氧除去，且铝的含量一般控制在0.01％以上，虽然在一定程度上能够降低氧的含量，满足现有市场的要求，但是对于高端的不锈轴承钢而言，其质量相对而言并不是太好，因而有待进一步改进；此外，通过加铝进行脱氧，其钢不可避免的会残余氧化铝夹杂，导致不锈轴承钢的纯净度相对较差，特别是有可能造成氧化铝聚集，从而严重影响轴承的疲劳寿命。因此，在本实施例中，其钢中的铝含量严格控制在0.002％以下。
此外，现有工艺为了去除夹杂物、降低氧含量，一般采用电渣重熔的工艺。虽然电渣重熔工艺降低氧含量、去除夹杂已得到认可，但是必须注意的是，这是在电极氧含量较高，且对电渣锭氧含量要求不是很苛刻的情况下适用。随着现代炼钢工艺的发展，自耗电极中的氧含量已经较低，加上对最终产品中氧含量要求苛刻，电渣重熔技术很难满足要求。
根据本实施例的制备方法进行了两组冶炼，具体如下：
第一组，其过程为：将原料260份中碳铬铁、6份金属钼、734份工业纯铁加入中频炉中，当原料在中频炉内熔化的过程中，向渣面加入氧化渣，所述氧化渣的成分为：FeO35％；SiO2 35％；CaO 30％；当中频炉中的原料熔化完成后，将熔渣扒清，并重新加入弱酸性合成渣，所述弱酸性合成渣成分为SiO2 45％；CaO 35％；CaF2 20％。
之后，向钢液中添加5份的金属硅，进行合金化，合金化后钢液的成分为：C1.18％，Cr 18.1％，Mo 0.6％，Si 0.44％，P 0.02％，S 0.02％，Al 0.002％。
当合金化完成后，将弱酸性酸性合成渣全部扒除，出钢；且出钢过程加入强碱性合成渣；所述强碱性合成渣组成如下：CaO 70％，SiO2 5％，CaF2 25％。
出钢完成，转入LF炉进行精炼；其精炼过程不添加合金料，渣面加入碳粉，按照1.5kg/t吨钢的加入量进行加入，其精炼温度1600℃、精炼时间1.5h。
LF炉精炼完成后，其钢液中的成分如下：C 1.14％，Cr 17.7％，Mo 0.6％，Si0.41％，P0.018％，S 0.0016％，Al 0.0018％。
之后，对钢液进行镇静处理，期间底吹氩气关闭。
当钢液的温度降至1530℃时，进行吊包、模铸，获得母材，经检测，其母材中氧含量为21ppm。
步骤二、将步骤一中所获得的母材锻造成圆棒，且所锻造的圆棒直径为70mm。
将圆棒表面进行扒皮处理，其圆棒扒皮后的直径为50mm。
步骤三、将扒皮处理后的圆棒加入真空感应炉内，在熔炼前期，真空感应炉满功率加热、真空度为15Pa，直到金属料开始熔化；然后调整功率为最大功率的70％，直至金属料全部熔化。
步骤四、熔化完成，进行进一步精炼，具体的，在1500℃、真空度≤3Pa下精炼5小时，且每40分钟搅拌15分钟。
步骤五、精炼完成后，不添加任何合金，真空度仍然≤3Pa，在此状态下浇铸，形成自耗电极。
步骤六、对浇铸的自耗电极表面车刀，其车削厚度为15mm；然后进行自耗重熔，真空度≤0.5Pa，熔速2.5kg/min；且整个自耗过程无需通氦气进行冷却。
步骤七、将步骤六真空自耗重熔的钢锭退火、锻造成自耗电极后，对自耗电极的表面车刀，车削厚度为20mm；然后进行自耗重熔；重熔之前，将自耗电极头尾对调；重熔真空度≤0.3Pa，熔速2.0kg/min；且整个自耗过程需要通氦气冷却。
第二组，其过程为：将原料260份中碳铬铁、6份金属钼、734份工业纯铁加入中频炉中，当原料在中频炉内熔化的过程中，向渣面加入氧化渣，所述氧化渣的成分为：FeO 32％；SiO2 38％；CaO 30％；当中频炉中的原料熔化完成后，将熔渣扒清，并重新加入弱酸性合成渣，所述弱酸性合成渣成分为SiO2 45％；CaO 40％；CaF2 15％。
之后，向钢液中添加5份的金属硅，进行合金化，合金化后钢液的成分为：C1.15％，Cr 18.3％，Mo 0.5％，Si 0.60％，P 0.018％，S 0.02％，Al 0.0018％。
当合金化完成后，将弱酸性酸性合成渣全部扒除，出钢；且出钢过程加入强碱性合成渣；所述强碱性合成渣组成如下：CaO 69％，SiO2 8％，CaF2 23％。
出钢完成，转入LF炉进行精炼；其精炼过程不添加合金料，渣面加入碳粉，按照1.5kg/t吨钢的加入量进行加入；其精炼温度1620℃、精炼时间80min。
LF炉精炼完成后，其钢液中的成分如下：C 1.11％，Cr 17.7％，Mo 0.5％，Si0.48％，P0.017％，S 0.0008％，Al 0.0016％。
之后，对钢液进行镇静处理，期间底吹氩气关闭。
当钢液的温度降至1550℃时，进行吊包、模铸，获得母材，经检测，其母材中氧含量为24ppm。
步骤二、将步骤一中所获得的母材锻造成圆棒，且所锻造的圆棒直径为60mm。
将圆棒表面进行扒皮处理，其圆棒扒皮后的直径为40mm。
步骤三、将扒皮处理后的圆棒加入真空感应炉内，在熔炼前期，真空感应炉满功率加热、真空度20Pa直到金属料开始熔化；然后调整功率为最大功率的60％，直至金属料全部熔化。
步骤四、熔化完成，进行进一步精炼，具体的，在1520℃、真空度≤3Pa下精炼4小时，且每40分钟搅拌15分钟。
步骤五、精炼完成后，不添加任何合金，真空度仍然≤3Pa，在此状态下浇铸，形成自耗电极。
步骤六、对浇铸的自耗电极表面车刀，其车削厚度为15mm；然后进行自耗重熔，真空度≤0.5Pa，熔速2.0kg/min；且整个自耗过程无需通氦气进行冷却。
步骤七、将步骤六真空自耗重熔的钢锭退火、锻造成自耗电极后，对自耗电极的表面车刀，车削厚度为20mm；然后进行自耗重熔；重熔之前，将自耗电极头尾对调；重熔真空度≤0.3Pa，熔速1.5kg/min；且整个自耗过程需要通氦气冷却。
上述两组所获得的真空自耗重熔锭，其化学成分、杂质元素、气体含量如下：
表1真空自耗重熔锭的化学成分
组别 C/％ Si/％ Mn/％ Cr/％ Mo
第一组 1.02 0.43 0.14 15.10 3.16
第二组 0.99 0.47 0.12 14.90 3.15
表2杂质元素及气体含量
组别 P/％ S/ppm O/ppm N/ppm H/ppm
第一组 0.018 10 6 65 <1.0
第二组 0.020 8 5 53 <1.0
表3夹杂物评级
组别 A B C D D<sub>S</sub>
第一组 0 0 0 0.5 0
第二组 0 0 0 0 0
由上述数据可知，通过本实施例的制备方法，可以将最终钢锭中的氧含量降低至6ppm以下，同时实现A、B、C、DS类夹杂物评级“零”、D类夹杂物评级≤0.5级。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种超纯G102Cr18Mo不锈轴承钢的制备方法，其特征在于，其过程为：
步骤一、通过中频炉冶炼、LF炉精炼、镇静处理、模铸获得母材；其中频炉冶炼所采用的原料为中碳铬铁、金属钼、工业纯铁，且所述中频炉的炉衬为酸洗炉衬；当中频炉中的原料在熔化过程中向渣面加入氧化渣，且该氧化渣的成分为：FeO 30-35％；SiO2 35-40％；CaO30-35％；
中频炉中的原料熔化完成后，将熔渣扒清，重新加入弱酸性合成渣，然后加入金属硅进行合金化；所述弱酸性合成渣成分为SiO2 40-50％；CaO 30-40％；CaF2 15-25％；
合金化完成后，将弱酸性合成渣全部扒除，出钢；且出钢过程加入强碱性合成渣；所述强碱性合成渣组成如下：CaO 65-70％，SiO2 5-10％，CaF2 20-25％；
出钢完成，转入LF炉进行精炼；其精炼过程不添加合金料，渣面加入碳粉，按照吨钢1.5kg/t加入；其精炼温度1600～1620℃；其搅拌气眼直径为50mm～100mm；精炼时间不小于50min；
步骤二、将母材锻造成圆棒，并对圆棒表面进行扒皮处理；
步骤三、将处理后的圆棒加入真空感应炉内，抽真空，通电熔化；
步骤四、熔化完成，进行进一步精炼，在1500-1520℃、真空度≤3Pa下精炼4～5小时，其中每40分钟搅拌15分钟；且在精炼过程不添加任何脱氧剂；
步骤五、浇铸成自耗电极；
步骤六、第一次真空自耗重熔；
步骤七、第二次真空自耗重熔。
2.根据权利要求1所述的一种超纯G102Cr18Mo不锈轴承钢的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，其圆棒直径为50mm-80mm，扒皮后直径为40-70mm。
3.根据权利要求2所述的一种超纯G102Cr18Mo不锈轴承钢的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，熔炼前期，真空感应炉满功率加热、真空度≤20Pa直到金属料开始熔化；然后调整功率为最大功率的50～70％，直至金属料全部熔化。
4.根据权利要求3所述的一种超纯G102Cr18Mo不锈轴承钢的制备方法，其特征在于：所述步骤六中，首先对浇铸的自耗电极表面车刀，车削厚度为10mm-30mm；然后进行自耗重熔，其真空度≤0.5Pa，熔速2.0～3.0kg/min，且整个自耗过程无需通氦气冷却。
5.根据权利要求4所述的一种超纯G102Cr18Mo不锈轴承钢的制备方法，其特征在于：所述步骤七中，首先将步骤六真空自耗重熔的钢锭退火、锻造成自耗电极后，对自耗电极的表面车刀，车削厚度为10mm-30mm，然后进行自耗重熔；重熔之前，将自耗电极头尾对调；重熔真空度≤0.3Pa，熔速1.5～2.5kg/min；且整个自耗过程需要通氦气冷却。
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