專利名稱：軸承套圈用的鋼管的制備方法
技術領域：
本發明屬于鋼管制備技術領域，具體涉及一種軸承套圈用的鋼管的制備方法。
背景技術：
上面提及的軸承套圈是軸承內圈和軸承外圈的泛指，并且習慣將軸承套圈用的鋼管稱之為軸承鋼管，進而將制作軸承鋼管用的鋼材稱為軸承鋼。軸承鋼按其化學成分及質量百分的不同通常分為三種一為高碳鉻軸承鋼，其牌號或稱鋼號如GCrl5、GCr6、GCr9、GCr9SiMn 和 GCrl5SiMn ; 二為滲碳軸承鋼，其牌號如 G20CrMo、G20CrNiMo、G20CrNi2Mo、G20Cr2Ni4和GlOCrNi 13Mo ;三為不銹鋼軸承鋼，其牌號如9Crl8和9Crl8Mo。已有技術通常采用車削加工的方式由軸承鋼或軸承鋼管獲取軸承套圈，這種加工方法的不言而喻的欠缺至少有以下幾個方面其一，原材料浪費嚴重；其二，刀具成本高并且更換頻繁，導致加工成本高；其三，作業效率低而不利于工業化放大生產；其四，影響作業現場的環境并且工人勞動強度大。對此可以分別由中國發明專利申請公開號CN1414256A推薦的“軸承套圈加工成型工藝”(采用軸承鋼)和授權公告號CN100344784C提供的“軸承零件用鋼管、其制造方法及其切削方法”(采用軸承鋼管)得到印證。毫無疑問，由軸承鋼管經截切后并且以冷碾壓方式制取軸承套圈可以消除前述切削加工的不足，并且在已公開的中國專利文獻中已有見諸，典型的如授權公告號CN101718305B介紹的“一種軸承套圈的制造方法及設備”，然而該專利方案未公開以下技術要素在穿孔之前對棒料的加熱溫度和穿孔偏心率；穿孔鋼管的退火溫度和保溫時間；退火后冷軋的延伸倍數；冷軋后的去應力退火的工藝要素；去應力退火后的冷拔工藝要素和最終的成品熱處理要素，等等。而這些未知的工藝要素的合理與否不僅會對軸承套圈的冷碾變形量產生影響，而且對硬度(HRB)同樣會產生影響。又，由于GCrl5具有合金含量較少、淬火加回火后具有高而均勻的硬度、理想的耐磨性能和耐接觸疲勞性能并且廉價等優勢，因而被廣泛應用于軸承鋼。但是，迄今為止不論是在公開的專利和非專利文獻中均未披露由GCrl5軸承鋼棒材制備軸承套圈用的鋼管的成熟的技術信息。為此本申請人作了積極而有益的嘗試，下面將要介紹的技術方案便是在這種背景下產生的。

發明內容
本發明的任務在于提供一種軸承套圈用的鋼管的制備方法，由該方法制備的軸承套圈用的鋼管能夠滿足對軸承套圈的冷碾壓要求而藉以體現免切削而節約原材料、降低制造成本、提高制造效率并且改善制造現場的環境以及減輕工人的勞動強度。本發明的任務是這樣來完成的，一種軸承套圈用的鋼管的制備方法，包括以下步驟
A)加熱穿孔，將牌號為GCrl5的軸承鋼棒材在加熱狀態下穿孔，在穿孔后進行快速冷卻，并且控制加熱溫度和控制穿孔時的偏心率以及保證外表面以及孔壁無瑕疵，得到荒管；
B)退火，將荒管引入退火爐退火并且控制退火溫度和控制保溫時間，得到退火荒管；
C)冷軋，將由步驟B)得到的退火荒管引入冷軋機冷軋，并且控制冷軋延伸倍數，得到冷軋管還;
D)去應力退火，將冷軋管坯引入退火爐進行去應力退火，并且控制去應力退火溫度和控制冷軋管坯進入去應力退火爐的速度以及控制隨爐冷卻溫度，得到去應力管坯；
E)前置處理，先對去應力管坯進行酸洗，再進行磷化處理，得到待冷拔管坯；
F)冷拔，將待冷拔管坯進行冷拔加工，并且控制冷拔延伸倍數，得到冷拔管；
G)成品熱處理，將冷拔管引入連續式退火爐進行成品熱處理，并且控制成品熱處理溫度和保溫時間，在保溫結束后進行隨爐冷卻，出爐后得到軸承套圈用的鋼管。在本發明的一個具體的實施例中，步驟A)中所述的快速冷卻是采用快速風扇進行強制風冷，所述的控制加熱溫度是將加熱溫度控制為1100-1120°C;所述的控制穿孔時的偏心率是將穿孔時的偏心率控制為小于8%。在本發明的另一個具體的實施例中，步驟A)中所述的保證外表面以及孔壁無瑕疵是指保證所述荒管的外壁以及孔壁無明顯的凹坑、軋傷、翹皮和剝離層。在本發明的又一個具體的實施例中，步驟B)中所述的控制退火溫度是將退火溫度控制為770-790°C ;所述的控制保溫時間是將保溫時間控制為240-300min。在本發明的再一個具體的實施例中，步驟C)中所述的控制冷軋延伸倍數是指一道冷軋延伸倍數在I. 4-1. 8倍。在本發明的還有一個具體的實施例中，步驟D)中所述的控制去應力退火溫度是將去應力退火溫度控制為680-710°C ;所述的控制冷軋管坯進入去應力退火爐的速度是將速度控制為0. 2-0. 4m/min ;所述的控制隨爐冷卻溫度是將隨爐冷卻速度控制為550-600°C。在本發明的更而一個具體的實施例中，步驟F)中所述的控制冷拔延伸倍數是將冷拔延伸倍數控制為I. 1-1. 5倍。在本發明的進而一個具體的實施例中，步驟G)中所述的控制成品熱處理溫度和保溫時間是將成品熱處理溫度控制為700-730°C，將保溫時間控制為180-240min。在本發明的又更而一個具體的實施例中，步驟G)中所述的隨爐冷卻的冷卻方式為等梯度冷卻。在本發明的又進而一個具體的實施例中，所述的等梯度冷卻為每小時遞減50°C，
直至冷卻至常溫。本發明提供的技術方案得到的軸承套圈用的鋼管的硬度(HRB)為86-91，球狀珠光體級別達到2-4級，完全能夠滿足以冷碾壓工藝獲得的軸承套圈的技術要求，從而為軸承套圈的免切削加工提供了技術保障，避免了已有技術中切削加工方式造成的原材料浪費、加工成本高、加工效率低下、影響作業現場環境和操作者勞動強度大的弊端；方法工藝步驟簡練并且能夠滿足工業化放大生產要求。
具體實施例方式為了使專利局的審查員尤其是公眾能夠更加清楚地理解本發明的技術實質和有益效果，申請人將在下面以實施例的方式作詳細說明，但是對實施例的描述均不是對本發明方案的限制，任何依據本發明構思所作出的僅僅為形式上的而非實質性的等效變換都應視為本發明的技術方案范疇。實施例I :
以制備42. 9X6. 9 (外徑42. 9 mm，壁厚6. 9 mm)的軸承套圈用的鋼管為例。A)加熱穿孔，將直徑為￠60 (60 mm)的并且牌號為GCrl5軸承鋼棒材即圓鋼送入加熱爐加熱至1120°C，并且在該1120°C下進行穿孔，穿孔時圓鋼的偏心率小于8%，在穿孔后用快速風扇進行強制風冷，以避免冷卻過慢而在表面出現網狀碳化物，得到63X8 mm(夕卜徑63 mm，壁厚8 mm)的荒管，并且應保證荒管的外壁和孔壁均無明顯的即肉眼可見的凹坑、軋傷、翹皮和剝離層； B)退火，該退火步驟也可稱為球化熱處理，將由步驟A)得到的荒管引入連續式退火爐中退火，即進行球化退火，退火溫度控制為770°C，時間控制為300min，得到退火荒管，該退火荒管的球狀珠光體級別達到2. 5-3. 5級，硬度(HBW)達到179-200 ；
C)冷軋，將由步驟B)得到的退火荒管先進行酸洗，而后進行磷化處理(即皂化潤滑處理)，接著引入冷軋機冷軋，一道冷軋延伸倍數控制為I. 57倍，得到47. 5X6. 9 mm (外徑47. 5mm，而壁厚為6. 9 mm)的冷軋管坯；
D)去應力退火，將由步驟C)得到的冷軋管坯以0.3m/min的速度引入退火爐進行去應力退火，退火溫度為710°C，隨爐冷卻至小于600°C出爐，得到去應力管坯；
E)前置處理，將由步驟D)得到的去應力管坯進行酸洗，再進行磷化處理(也稱磷皂化潤滑)，得到47. 5 mm X 6. 9 mm的待冷拔管坯；
F)冷拔，將由步驟E)得到的規格為47.5 mm X 6. 9 mm的待冷拔管坯進行冷拔，冷拔延伸倍數為I. 13倍，得到規格為外徑42. 9 mm,而壁厚為6. 9 mm的冷拔管；
G)成品熱處理，將由步驟F)得到的冷拔管引入連續式退火爐進行成品熱處理，控制成品熱處理溫度為730°C，保溫時間為200min，在保溫結束后隨爐進行每小時50°C的冷卻遞減速率直至冷卻至常溫，出連續退火爐得到規格為外徑42. 9 mm和壁厚為6. 9 mm的軸承套圈用的鋼管。由于軸承套圈冷碾加工時的變形量較大，對鋼管的退火硬度十分敏感，因此本步驟可保證軸承套圈用的鋼管的硬度(HRB)達到86-91。本實施例得到的軸承套圈用的鋼管經測試球狀珠光體分布均勻，符合中國國家標準GB/T18254要求的2_4級范圍(本實施例實測為3級)；退火硬度符合GB/T18254要求的HRB86-90 (本實施例實測為HRB87-88)。實施例2
以制備64X7. 35 (外徑64 mm，壁厚7. 35 mm)的軸承套圈用的鋼管為例。A)加熱穿孔，將直徑為￠90 (90 mm)的并且牌號為GCrl5軸承鋼棒材即圓鋼送入加熱爐加熱至1120°C，并且在該1120°C下進行穿孔，穿孔時圓鋼的偏心率小于8%，在穿孔后用快速風扇進行強制風冷，以避免冷卻過慢而在表面出現網狀碳化物，得到92X8. 5 mm(外徑92 mm，壁厚8. 5 mm)的荒管，并且應保證荒管的外壁和孔壁均無明顯的即肉眼可見的凹坑、軋傷、翹皮和剝離層；
B)退火，該退火步驟也可稱為球化熱處理，將由步驟A)得到的荒管引入連續式退火爐中退火，即進行球化退火，退火溫度控制為790°C，時間控制為270min，得到退火荒管，該退火荒管的球狀珠光體級別達到2. 5-3. 5級，硬度(HBW)達到179-200 ；
C)冷軋，將由步驟B)得到的退火荒管先進行酸洗，而后進行磷化處理(即皂化潤滑處理)，接著引入冷軋機冷軋，一道冷軋延伸倍數控制為I. 47倍，得到72. 5X7. 4 mm (外徑72. 5mm，而壁厚為7. 4 mm)的冷軋管坯；
D)去應力退火，將由步驟C)得到的冷軋管坯以0.35m/min的速度引入退火爐進行去應力退火，退火溫度為710°C， 隨爐冷卻至小于600°C出爐，得到去應力管坯，由于軸承套圈冷碾加工時的變形量較大，對鋼管的退火硬度十分敏感，因此本步驟可保證軸承套圈用的鋼管的硬度(HRB)達到86-91 ；
E)前置處理，將由步驟D)得到的去應力管坯進行酸洗，再進行磷化處理(也稱磷皂化潤滑)，得到72. 5 mm X 7. 4 mm的待冷拔管坯；
F)冷拔，將由步驟E)得到的規格為72.5 mm X 7. 4 mm的待冷拔管坯進行冷拔，冷拔延伸倍數為I. 2倍，得到規格為外徑64 mm,而壁厚為7. 35 mm的冷拔管；
G)成品熱處理，將由步驟F)得到的冷拔管引入連續式退火爐進行成品熱處理，控制成品熱處理溫度為730°C，保溫時間為240min，在保溫結束后隨爐進行每小時50°C的冷卻遞減速率直至冷卻至常溫，出連續退火爐得到規格為外徑64 mm和壁厚為7. 35 mm的軸承套圈用的鋼管。本實施例得到的軸承套圈用的鋼管經測試球狀珠光體分布均勻，符合中國國家標準GB/T18254要求的2_4級范圍(本實施例實測為3級)；退火硬度符合GB/T18254要求的HRB86-90 (本實施例實測為HRB87-88)。其余均同對實施例I的描述。實施例3
以制備29. 1X6.4 (外徑29. I mm，壁厚6. 4 mm)的軸承套圈用的鋼管為例。A)加熱穿孔，將直徑為￠55 (55 mm)的并且牌號為GCrl5軸承鋼棒材即圓鋼送入加熱爐加熱至1120°C，并且在該1120°C下進行穿孔，穿孔時圓鋼的偏心率小于8%，在穿孔后用快速風扇進行強制風冷，以避免冷卻過慢而在表面出現網狀碳化物，得到57X7. 2 mm(外徑57 mm，壁厚7. 2 mm)的荒管，并且應保證荒管的外壁和孔壁均無明顯的即肉眼可見的凹坑、軋傷、翹皮和剝離層；
B)退火，該退火步驟也可稱為球化熱處理，將由步驟A)得到的荒管引入連續式退火爐中退火，即進行球化退火，退火溫度控制為780°C，時間控制為240min，得到退火荒管，該退火荒管的球狀珠光體級別達到2. 5-3. 5級，硬度(HBW)達到179-200 ；
C)冷軋，將由步驟B)得到的退火荒管先進行酸洗，而后進行磷化處理(即皂化潤滑處理)，接著引入冷軋機冷軋，一道冷軋延伸倍數控制為I. 78倍，得到37 X 6. 6 mm (外徑37 mm，而壁厚為6. 6 mm)的冷軋管還；
D)去應力退火，將由步驟C)得到的冷軋管坯以0.25m/min的速度引入退火爐進行去應力退火，退火溫度為710°C，隨爐冷卻至小于600°C出爐，得到去應力管坯，由于軸承套圈冷碾加工時的變形量較大，對鋼管的退火硬度十分敏感，因此本步驟可保證軸承套圈用的鋼管的硬度(HRB)達到86-91 ；
E)前置處理，將由步驟D)得到的去應力管坯進行酸洗，再進行磷化處理(也稱磷皂化潤滑)，得到37 mm X 6. 6 mm的待冷拔管坯；
F)冷拔，將由步驟E)得到的規格為37mm X 6. 6 mm的待冷拔管坯進行冷拔，冷拔延伸倍數為I. 38倍，得到規格 為外徑29. I mm，而壁厚為6. 4 mm的冷拔管；
G)成品熱處理，將由步驟F)得到的冷拔管引入連續式退火爐進行成品熱處理，控制成品熱處理溫度為730°C，保溫時間為180min，在保溫結束后隨爐進行每小時50°C的冷卻遞減速率直至冷卻至常溫，出連續退火爐得到規格為外徑29. I mm和壁厚為6. 4 mm的軸承套圈用的鋼管。本實施例得到的軸承套圈用的鋼管經測試球狀珠光體分布均勻，符合中國國家標準GB/T18254要求的2_4級范圍(本實施例實測為3級)；退火硬度符合GB/T18254要求的HRB86-90 (本實施例實測為HRB87-88)。其余均同對實施例I的描述。
權利要求
1.一種軸承套圈用的鋼管的制備方法，其特征在于包括以下步驟 A)加熱穿孔，將牌號為GCrl5的軸承鋼棒材在加熱狀態下穿孔，在穿孔后進行快速冷卻，并且控制加熱溫度和控制穿孔時的偏心率以及保證外表面以及孔壁無瑕疵，得到荒管； B)退火，將荒管引入退火爐退火并且控制退火溫度和控制保溫時間，得到退火荒管； C)冷軋，將由步驟B)得到的退火荒管引入冷軋機冷軋，并且控制冷軋延伸倍數，得到冷軋管還; D)去應力退火，將冷軋管坯引入退火爐進行去應力退火，并且控制去應力退火溫度和控制冷軋管坯進入去應力退火爐的速度以及控制隨爐冷卻溫度，得到去應力管坯； E)前置處理，先對去應力管坯進行酸洗，再進行磷化處理，得到待冷拔管坯； F)冷拔，將待冷拔管坯進行冷拔加工，并且控制冷拔延伸倍數，得到冷拔管； G)成品熱處理，將冷拔管引入連續式退火爐進行成品熱處理，并且控制成品熱處理溫度和保溫時間，在保溫結束后進行隨爐冷卻，出爐后得到軸承套圈用的鋼管。
2.根據權利要求I所述的軸承套圈用的鋼管的制備方法，其特征在于步驟A)中所述的快速冷卻是采用快速風扇進行強制風冷，所述的控制加熱溫度是將加熱溫度控制為1100-1120°C ;所述的控制穿孔時的偏心率是將穿孔時的偏心率控制為小于8%。
3.根據權利要求I所述的軸承套圈用的鋼管的制備方法，其特征在于步驟A)中所述的保證外表面以及孔壁無瑕疵是指保證所述荒管的外壁以及孔壁無明顯的凹坑、軋傷、翹皮和剝離層。
4.根據權利要求I所述的軸承套圈用的鋼管的制備方法，其特征在于步驟B)中所述的控制退火溫度是將退火溫度控制為770-790°C ;所述的控制保溫時間是將保溫時間控制為240_300mino
5.根據權利要求I所述的軸承套圈用的鋼管的制備方法，其特征在于步驟C)中所述的控制冷軋延伸倍數是指一道冷軋延伸倍數在I. 4-1. 8倍。
6.根據權利要求I所述的軸承套圈用的鋼管的制備方法，其特征在于步驟D)中所述的控制去應力退火溫度是將去應力退火溫度控制為680-710°C ;所述的控制冷軋管坯進入去應力退火爐的速度是將速度控制為0. 2-0. 4m/min ;所述的控制隨爐冷卻溫度是將隨爐冷卻速度控制為550-600°C。
7.根據權利要求I所述的軸承套圈用的鋼管的制備方法，其特征在于步驟F)中所述的控制冷拔延伸倍數是將冷拔延伸倍數控制為I. 1-1. 5倍。
8.根據權利要求I所述的軸承套圈用的鋼管的制備方法，其特征在于步驟G)中所述的控制成品熱處理溫度和保溫時間是將成品熱處理溫度控制為700-730°C，將保溫時間控制為 180-240min。
9.根據權利要求I所述的軸承套圈用的鋼管的制備方法，其特征在于步驟G)中所述的隨爐冷卻的冷卻方式為等梯度冷卻。
10.根據權利要求9所述的軸承套圈用的鋼管的制備方法，其特征在于所述的等梯度冷卻為每小時遞減50°C，直至冷卻至常溫。
全文摘要
一種軸承套圈用的鋼管的制備方法，屬于鋼管制備技術領域。包括的步驟將軸承鋼棒材在加熱狀態下穿孔，在穿孔后進行快速冷卻，得到荒管；將荒管引入退火爐退火，得到退火荒管；將退火荒管引入冷軋機冷軋，得到冷軋管坯；將冷軋管坯引入退火爐進行去應力退火，得到去應力管坯；先對去應力管坯進行酸洗，再進行磷化處理，得到待冷拔管坯；將待冷拔管坯進行冷拔加工，控制冷拔延伸倍數，得到冷拔管；將冷拔管引入連續式退火爐進行成品熱處理，控制成品熱處理溫度和保溫時間，在保溫結束后進行隨爐冷卻，出爐后得到軸承套圈用的鋼管。優點能夠滿足以冷碾壓工藝獲得的軸承套圈的技術要求；方法工藝步驟簡練并且能夠滿足工業化放大生產要求。
文檔編號C21D9/08GK102626723SQ20121011188
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月17日 優先權日2012年4月17日
發明者密燕芳, 李偉國, 王雪亞, 金惠明, 顧銘, 龔建峰 申請人:常熟市旋力軸承鋼管有限公司