本發明屬于冶金工業技術領域，具體涉及一種軸承鋼的生產工藝。

背景技術：

軸承鋼是用來制造滾珠、滾柱和軸承套圈的鋼，具有硬度高、性質均勻、耐磨性好和彈性極限高的特點。軸承鋼的化學成分均勻性、非金屬夾雜物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分嚴格，是所有鋼鐵生產中要求最嚴格的鋼種之一。

1976年國際標準化組織iso將一些通用的軸承鋼號納入國際標準，將軸承鋼分為：全淬透型軸承鋼、表面硬化型軸承鋼、不銹軸承鋼、高溫軸承鋼等四類共17個鋼號。我國已納入標準的軸承鋼分類方法與iso相似，分別對應為高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、不銹耐蝕軸承鋼、高溫軸承鋼四大類。近五十年來我國還在軸承鋼鋼種及其軸承用材料方面，如無鉻軸承鋼、中碳軸承鋼、特殊用途軸承鋼及合金、金屬陶瓷等取得了很大的進展。

傳統的軸承鋼生產工藝復雜，因為該型鋼材對成分要求嚴格，性能要求極高，冶煉過程各工序都極為嚴苛，但是即使這樣生產出來的軸承鋼還可能會出現裂紋、結疤、氧化皮等缺陷，影響生產的軸承鋼的性能。此外，對于硬度和強度等指標的苛求還會降低軸承鋼的切削加工性能。

技術實現要素：

針對以上問題，本發明的目的在于提供一種軸承鋼的生產工藝，該工藝生產的軸承鋼物理缺陷發生率低，材料硬度高，強度大，性質均勻還具有良好的切削加工特性。

一種軸承鋼的生產工藝，包括如下生產步驟：

(1)合金鋼精煉：將原材料煉成鋼水，保證鋼水中按重量份組成為：cr：1.8-2.5％，c：0.8-0.9％，mn：0.2-0.3％，si：0.4-0.8％，p：≤0.025％，s：≤0.02％，ti：≤0.025％，cu：≤0.25％，ni：≤0.1％，o：≤0.002％，mo：≤0.4％，余量為fe和不可避免的雜質，將鋼水的溫度控制在1550-1600℃。

(2)連鑄結晶：將鋼水投入到結晶器內，結晶器有規律地震動，并使用電磁攪拌棒攪拌，然后經過冷卻段的冷卻，逐漸形成連鑄軸承鋼方坯。

(3)加熱軋制：將軸承鋼方坯送入到加熱爐中，經過三段加熱，首先在預熱段爐溫為600-800℃，加熱保溫時間為1-1.5h，然后進入升溫段，爐溫為1250-1280℃，加熱保溫時間為2-3h，最后送入到均熱段，均熱段爐溫為1230-1250℃，保溫時間為3-4h，將保溫處理后的方坯軋制成為連鑄軸承圓鋼。

(4)球化退火：將軋制后的圓鋼進行第一次緩冷，溫度冷卻到740-750℃，然后進行快冷，溫度冷卻到600-620℃，接著進行保溫處理1-2h，然后進行第二次緩冷，溫度冷卻到490-510℃，最后進行空冷，將軸承圓鋼冷卻到室溫。

優選的，步驟(2)所述電磁攪拌棒的攪拌速率為20-25r/min。

優選的，步驟(2)所述冷卻段冷卻水強度為0.4-0.5l/kg

優選的，步驟(3)所述加熱過程的加熱方式為天然氣燃燒加熱。

優選的，步驟(3)所述軋制溫度為950-1000℃。

優選的，步驟(3)所述第一次緩冷的冷卻時間為1.5-2h，第二次緩冷的冷卻時間為1-1.5h。

優選的，步驟(4)所述快冷的冷卻時間為0.5-1h。

優選的，步驟(4)所述空冷的冷卻時間4-5h。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：

本發明提供的一種軸承鋼的生產工藝，具有以下優點：

相對傳統工藝生產的軸承鋼，本發明提供的工藝生產的軸承鋼具有更加優秀的切削加工特性，可以降低生產滾珠、滾珠和軸承套圈等零件的加工成本，此外在加工過程中出現裂紋、結疤、空泡等物理缺陷的可能性更低，提高了生產的良品率，也提高了生產的綜合效益。

本發明的工藝生產的軸承鋼經過嚴格的成分控制，結晶過程、三級加熱過程以及球化退火過程的處理，具有良好的耐腐蝕性，最重要的是該型鋼材化學特性非常均勻穩定，還具有很高的硬度和結構強度，完全符合軸承鋼的性能要求。

具體實施方式

以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。

實施例1

(1)合金鋼精煉：將原材料煉成鋼水，保證鋼水中按重量份組成為：cr：1.8％，c：0.8％，mn：0.2％，si：0.4％，p：0.025％，s：0.02％，ti：0.025％，cu：0.25％，ni：0.1％，o：0.002％，mo：0.4％，余量為fe和不可避免的雜質，將鋼水的溫度控制在1550℃。

(2)連鑄結晶：將鋼水投入到結晶器內，結晶器有規律地震動，并使用電磁攪拌棒攪拌，電磁攪拌棒的攪拌速率為20r/min，然后經過冷卻段的冷卻，冷卻段冷卻水強度為0.4l/kg，逐漸形成連鑄軸承鋼方坯。

(3)加熱軋制：將軸承鋼方坯送入到加熱爐中，經過三段加熱，加熱過程的加熱方式為天然氣燃燒加熱，首先在預熱段爐溫為600℃，加熱保溫時間為1h，然后進入升溫段，爐溫為1250℃，加熱保溫時間為2h，最后送入到均熱段，均熱段爐溫為1230℃，保溫時間為3h，將保溫處理后的方坯軋制成為連鑄軸承圓鋼，軋制溫度為950℃。

(4)球化退火：將軋制后的圓鋼進行第一次緩冷，溫度冷卻到740℃，冷卻時間為1.5h，然后進行快冷，快冷的冷卻時間為0.5h，溫度冷卻到600℃，接著進行保溫處理1h，然后進行第二次緩冷，溫度冷卻到490℃，冷卻時間為1h，最后進行空冷，空冷的冷卻時間4h，將軸承圓鋼冷卻到室溫。

實施例2

(1)合金鋼精煉：將原材料煉成鋼水，保證鋼水中按重量份組成為：cr：2.5％，c：0.9％，mn：0.3％，si：0.8％，p：0.02％，s：0.18％，ti：0.023％，cu：0.22％，ni：0.08％，o：0.0018％，mo：0.38％，余量為fe，和不可避免的雜質，將鋼水的溫度控制在1600℃。

(2)連鑄結晶：將鋼水投入到結晶器內，結晶器有規律地震動，并使用電磁攪拌棒攪拌，電磁攪拌棒的攪拌速率為25r/min，然后經過冷卻段的冷卻，冷卻段冷卻水強度為0.5l/kg，逐漸形成連鑄軸承鋼方坯。

(3)加熱軋制：將軸承鋼方坯送入到加熱爐中，經過三段加熱，加熱過程的加熱方式為天然氣燃燒加熱，首先在預熱段爐溫為800℃，加熱保溫時間為1.5h，然后進入升溫段，爐溫為1280℃，加熱保溫時間為3h，最后送入到均熱段，均熱段爐溫為1250℃，保溫時間為4h，將保溫處理后的方坯軋制成為連鑄軸承圓鋼，軋制溫度為1000℃。

(4)球化退火：將軋制后的圓鋼進行第一次緩冷，溫度冷卻到750℃，冷卻時間為2h，然后進行快冷，快冷的冷卻時間為1h，溫度冷卻到620℃，接著進行保溫處理2h，然后進行第二次緩冷，溫度冷卻到510℃，冷卻時間為1.5h，最后進行空冷，空冷的冷卻時間5h，將軸承圓鋼冷卻到室溫。

實施例3

(1)合金鋼精煉：將原材料煉成鋼水，保證鋼水中按重量份組成為：cr：2.1％，c：0.8％，mn：0.2％，si：0.6％，p：0.021％，s：0.017％，ti：0.022％，cu：0.23％，ni：0.05％，o：0.0017％，mo：0.34％，余量為fe，和不可避免的雜質，將鋼水的溫度控制在1580℃。

(2)連鑄結晶：將鋼水投入到結晶器內，結晶器有規律地震動，并使用電磁攪拌棒攪拌，電磁攪拌棒的攪拌速率為23r/min，然后經過冷卻段的冷卻，冷卻段冷卻水強度為0.4l/kg，逐漸形成連鑄軸承鋼方坯。

(3)加熱軋制：將軸承鋼方坯送入到加熱爐中，經過三段加熱，加熱過程的加熱方式為天然氣燃燒加熱，首先在預熱段爐溫為700℃，加熱保溫時間為1.5h，然后進入升溫段，爐溫為1270℃，加熱保溫時間為2.5h，最后送入到均熱段，均熱段爐溫為1240℃，保溫時間為3.5h，將保溫處理后的方坯軋制成為連鑄軸承圓鋼，軋制溫度為970℃。

(4)球化退火：將軋制后的圓鋼進行第一次緩冷，溫度冷卻到745℃，冷卻時間為1.5h，然后進行快冷，快冷的冷卻時間為1h，溫度冷卻到610℃，接著進行保溫處理1.5h，然后進行第二次緩冷，溫度冷卻到500℃，冷卻時間為1.5h，最后進行空冷，空冷的冷卻時間4.5h，將軸承圓鋼冷卻到室溫。

實施例4

(1)合金鋼精煉：將原材料煉成鋼水，保證鋼水中按重量份組成為：cr：2.3％，c：0.85％，mn：0.24％，si：0.7％，p：0.019％，s：0.017％，ti：0.021％，cu：0.20％，ni：0.07％，o：0.0015％，mo：0.31％，余量為fe，和不可避免的雜質，將鋼水的溫度控制在1580℃。

(2)連鑄結晶：將鋼水投入到結晶器內，結晶器有規律地震動，并使用電磁攪拌棒攪拌，電磁攪拌棒的攪拌速率為24r/min，然后經過冷卻段的冷卻，冷卻段冷卻水強度為0.45l/kg，逐漸形成連鑄軸承鋼方坯。

(3)加熱軋制：將軸承鋼方坯送入到加熱爐中，經過三段加熱，加熱過程的加熱方式為天然氣燃燒加熱，首先在預熱段爐溫為750℃，加熱保溫時間為1h，然后進入升溫段，爐溫為1270℃，加熱保溫時間為3h，最后送入到均熱段，均熱段爐溫為1235℃，保溫時間為3.5h，將保溫處理后的方坯軋制成為連鑄軸承圓鋼，軋制溫度為980℃。

(4)球化退火：將軋制后的圓鋼進行第一次緩冷，溫度冷卻到750℃，冷卻時間為2h，然后進行快冷，快冷的冷卻時間為0.5h，溫度冷卻到600℃，接著進行保溫處理2h，然后進行第二次緩冷，溫度冷卻到510℃，冷卻時間為1h，最后進行空冷，空冷的冷卻時間5h，將軸承圓鋼冷卻到室溫。

性能測試

取普通合金鋼一種、市場上的軸承鋼三類作為對照組和本實施例四種軸承鋼進行測試，測試內容包括加工性能和耐腐蝕性能，測試方法如下：

1、加工性能測試方法

將試驗材裝入1200℃的電爐中，待鋼材中心溫度升高到1100-1150℃后，在空氣中進行冷卻，鋼材表面溫度達到1000℃時進行軋制，軋制通過3道次連續進行，依次將厚度由80mm減到64mm、51mm、41mm，然后進行空冷至室溫，空冷后，與軋制方向平行線上切斷試驗材，對中央部的截面30mm的長度進行表面裂紋觀察。

關于裂紋，將深度低于60μm判定為“無裂紋”，深度60-100μm判定為“裂紋輕微”，深度超過100μm判定為“有裂紋”。軋制過程中斷裂或開裂的，進行備注說明。

2、耐腐蝕性能測試方法

將試驗材放置在溫度23-25℃，相對濕度90-100％的狀態下，24h為一個循環，經行若干個循環實驗，對試驗件的表面銹點進行統計。

通過該測試，得到如下測試結果：

表1：本實施例和對照組加工性能和耐腐蝕性能測試結果

以上測試結果表明，本發明提供的一種軸承鋼的生產工藝所生產的軸承鋼，具有良好的加工特性，不容易出現開裂、空泡、結疤等物理缺陷，并且具有很好的耐腐蝕性。

以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發明的實質內容。