CN113913688A - 3311 n20渗碳轴承钢锻件的生产方法 - Google Patents

3311 n20渗碳轴承钢锻件的生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113913688A
CN113913688A CN202111068154.0A CN202111068154A CN113913688A CN 113913688 A CN113913688 A CN 113913688A CN 202111068154 A CN202111068154 A CN 202111068154A CN 113913688 A CN113913688 A CN 113913688A
Authority
CN
China
Prior art keywords
forging
equal
percent
less
furnace
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN202111068154.0A
Other languages
English (en)
Inventor
沈磊
蒋伟
周勇慧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhangjiagang Haiguo New Energy Equipment Co ltd
Original Assignee
Zhangjiagang Haiguo New Energy Equipment Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhangjiagang Haiguo New Energy Equipment Co ltd filed Critical Zhangjiagang Haiguo New Energy Equipment Co ltd
Priority to CN202111068154.0A priority Critical patent/CN113913688A/zh
Publication of CN113913688A publication Critical patent/CN113913688A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J1/00—Preparing metal stock or similar ancillary operations prior, during or post forging, e.g. heating or cooling
    • B21J1/06—Heating or cooling methods or arrangements specially adapted for performing forging or pressing operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/002—Hybrid process, e.g. forging following casting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/26—Methods of annealing
    • C21D1/32—Soft annealing, e.g. spheroidising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

本发明公开了一种3311 N20渗碳轴承钢锻件的生产方法，步骤为：选择钢坯下料；锻造：将钢坯加热至1250±10℃并保温5～6h，锻打时始锻温度为1250±10℃，终锻温度为900～920℃，总锻造比≥3.5:1，整个锻造过程在2个火次内完成，空冷至室温；球化退火：热至680℃并保温，保温时间控制在1～1.5小时/英寸(英寸为锻件的最大壁厚尺寸)，在炉内缓慢冷却至500℃，然后出炉空冷至室温；无损探伤。本发明的有益效果为：通过优化元素配比、锻造工艺和球化退火工艺可以有效解决锻件内部疏松、有裂纹，组织粗大等缺陷。

Description

3311 N20渗碳轴承钢锻件的生产方法
技术领域
本发明涉及3311 N20渗碳轴承钢锻件的生产方法。
背景技术
轴承的寿命和可靠性非常关键，需要有较高的抗塑性变形能力、抗摩擦、磨损性能、旋转精度及尺寸精度、尺寸稳定性，在一些特殊要求条件下，还需要耐高温、低温、防腐蚀和抗磁性性能等。如何让以上条件得到满足，最根本条件是要使得轴承锻件基体各项指标满足要求。
目前世界上有名的轴承制造商基本都在国外，原因是锻件质量达不到他们的质量要求，主要存在的问题是性能不过关，和内部有疏松、微裂纹、组织粗大等缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种3311 N20渗碳轴承钢锻件的生产方法，通过优化元素配比、及生产工艺来克服缺陷，提高性能。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：3311 N20渗碳轴承钢锻件的生产方法，其生产步骤如下：
下料：取化学成分及重量百分比为：C:0.15～0.2％，Si:0.15～0.35％，Mn:0.4～0.7％，P:≤0.025％，S:0.005～0.015％，Cr:1.4～1.7％，Mo:0.15～0.25％，Ni:1.8～2.2％，Al:0.012～0.05％，Cu:≤0.3％，Ti:≤0.005％，Sb:≤0.015％，Sn:≤0.02％，As:≤0.0015％，H:≤2ppm，O:≤12ppm，余量为Fe的钢坯为原料；
锻造：将钢坯均匀加热至1250±10℃并保温5～6h，然后对钢坯进行锻打，始锻温度为1250±10℃，终锻温度为900～920℃，总锻造比≥3.5:1，整个锻造过程在2个火次内完成，钢坯经过锻打后形成锻件，然后打开炉门使锻件空冷至室温；
球化退火：将锻件放置到加热炉内均匀加热至680℃并保温，保温时间控制在1～1.5小时/英寸(英寸为锻件的最大壁厚尺寸)，在炉内缓慢冷却至500℃，然后出炉空冷至室温；
无损探伤。
进一步的，前述的3311 N20渗碳轴承钢锻件的生产方法，其中，锻造过程中的加热速率控制在不高于125℃/h。
进一步的，前述的3311 N20渗碳轴承钢锻件的生产方法，其中，球化退火过程中的加热速率均控制在不高于150℃/h。
进一步的，前述的3311 N20渗碳轴承钢锻件的生产方法，其中，钢坯中各类非金属夹杂物应符合一下要求：A类夹杂物级别：细系≤2.5、粗系≤1.0，B类夹杂物级别：细系≤1.5、粗系≤0.5，不含有C类夹杂物，D类夹杂物级别：细系≤1.0、粗系≤0.5，Ds类夹杂物级别≤1.5。
本发明的有益效果为：优化Si、Mn、Cr的配比来提高淬透性、提升综合性能指标，在渗碳钢中Mn能够促进渗碳作用，提高钢的表面硬度与耐磨性，Cr能够与碳形成安定而硬的碳化物，从而高碳素钢的强度、硬度及高温机械性能，添加Mo能够形成稳定的碳化物来细化奥氏体晶粒，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力。由于有害元素Sb、Sn、As的原子半径大，多在晶界与表面富集，分布不均匀，会恶化钢坯、降低钢坯的热加工性能，所以需要更进一步的降低有害元素Sb、Sn、As的含量。在锻造过程中将保温时间控制在5～6h，将终锻温度控制在900～920℃能够保证奥氏体晶粒不易粗大，锻造比控制在≥3.5:1能够确保钢材结构紧密、且能打碎粗大的奥氏体晶粒使得夹杂物弥散分布，有效的消除带状组织，减轻各向异性，对提高性能指标奠定基础。通过球化退火能够细化组织，改善或消除锻打过程中所造成的各种组织缺陷及残余应力，提高锻件后续淬火后的耐磨性。通过优化元素配比、锻造工艺和球化退火工艺可以有效解决锻件内部疏松、有裂纹，组织粗大等缺陷。
具体实施方式
下面结合优选实施例对本发明所述的技术方案作进一步说明。
实施例一
本实施例中的3311 N20渗碳轴承钢锻件的生产方法，其生产步骤如下：
下料：取化学成分及重量百分比为：C:0.15％，Si:0.15％，Mn:0.4％，P:0.025％，S:0.005％，Cr:1.4％，Mo:0.15％，Ni:1.8％，Al:0.012％，Cu:0.3％，Ti:0.005％，Sb:≤0.015％，Sn:≤0.02％，As:≤0.0015％，H:≤2ppm，O:≤12ppm，余量为Fe的钢坯为原料；钢坯中各类非金属夹杂物应符合以下要求：A类夹杂物级别：细系≤2.5、粗系≤1.0，B类夹杂物级别：细系≤1.5、粗系≤0.5，不含有C类夹杂物，D类夹杂物级别：细系≤1.0、粗系≤0.5，Ds类夹杂物级别≤1.5；
锻造：将钢坯以不高于125℃/h的加热速率均匀加热至1240℃并保温5～6h，然后对钢坯进行锻打，始锻温度为1240℃，终锻温度为910℃，总锻造比≥3.5:1，整个锻造过程在2个火次内完成，钢坯经过锻打后形成锻件，然后打开炉门使锻件空冷至室温；
球化退火：将锻件放置到加热炉内以不高于150℃/h的加热速率均匀加热至680℃并保温，保温时间控制在1～1.5小时/英寸(英寸为锻件的最大壁厚尺寸)，在炉内缓慢冷却至500℃，然后出炉空冷至室温；
无损探伤。
实施例二
本实施例中的3311 N20渗碳轴承钢锻件的生产方法，其生产步骤如下：
下料：取化学成分及重量百分比为：C:0.15％，Si:0.25％，Mn:0.6％，P:0.025％，S:0.01％，Cr:1.6％，Mo:0.2％，Ni:2％，Al:0.03％，Cu:0.3％，Ti:0.005％，Sb:≤0.015％，Sn:≤0.02％，As:≤0.0015％，H:≤2ppm，O:≤12ppm，余量为Fe的钢坯为原料；钢坯中各类非金属夹杂物应符合以下要求：A类夹杂物级别：细系≤2.5、粗系≤1.0，B类夹杂物级别：细系≤1.5、粗系≤0.5，不含有C类夹杂物，D类夹杂物级别：细系≤1.0、粗系≤0.5，Ds类夹杂物级别≤1.5；
锻造：将钢坯以不高于125℃/h的加热速率均匀加热至1250℃并保温5～6h，然后对钢坯进行锻打，始锻温度为1250℃，终锻温度为920℃，总锻造比≥3.5:1，整个锻造过程在2个火次内完成，钢坯经过锻打后形成锻件，然后打开炉门使锻件空冷至室温；
球化退火：将锻件放置到加热炉内以不高于150℃/h的加热速率均匀加热至680℃并保温，保温时间控制在1～1.5小时/英寸(英寸为锻件的最大壁厚尺寸)，在炉内缓慢冷却至500℃，然后出炉空冷至室温；
无损探伤。
实施例三
本实施例中的3311 N20渗碳轴承钢锻件的生产方法，其生产步骤如下：
下料：取化学成分及重量百分比为：C:0.2％，Si:0.35％，Mn:0.7％，P:0.025％，S:0.015％，Cr:1.7％，Mo:0.25％，Ni:2.2％，Al:0.05％，Cu:0.3％，Ti:0.005％，Sb:≤0.015％，Sn:≤0.02％，As:≤0.0015％，H:≤2ppm，O:≤12ppm，余量为Fe的钢坯为原料；钢坯中各类非金属夹杂物应符合以下要求：A类夹杂物级别：细系≤2.5、粗系≤1.0，B类夹杂物级别：细系≤1.5、粗系≤0.5，不含有C类夹杂物，D类夹杂物级别：细系≤1.0、粗系≤0.5，Ds类夹杂物级别≤1.5；
锻造：将钢坯以不高于125℃/h的加热速率均匀加热至1250℃并保温5～6h，然后对钢坯进行锻打，始锻温度为1250℃，终锻温度为910℃，总锻造比≥3.5:1，整个锻造过程在2个火次内完成，钢坯经过锻打后形成锻件，然后打开炉门使锻件空冷至室温；
球化退火：将锻件放置到加热炉内以不高于150℃/h的加热速率均匀加热至680℃并保温，保温时间控制在1～1.5小时/英寸(英寸为锻件的最大壁厚尺寸)，在炉内缓慢冷却至500℃，然后出炉空冷至室温；
无损探伤。
实施例四
本实施例中的3311 N20渗碳轴承钢锻件的生产方法，其生产步骤如下：
下料：取化学成分及重量百分比为：C:0.2％，Si:0.35％，Mn:0.7％，P:0.025％，S:0.015％，Cr:1.7％，Mo:0.25％，Ni:2.2％，Al:0.05％，Cu:0.3％，Ti:0.005％，Sb:0.005％，Sn:0.01％，As:0.001％，H:≤2ppm，O:≤12ppm，余量为Fe的钢坯为原料；钢坯中各类非金属夹杂物应符合以下要求：A类夹杂物级别：细系≤2.5、粗系≤1.0，B类夹杂物级别：细系≤1.5、粗系≤0.5，不含有C类夹杂物，D类夹杂物级别：细系≤1.0、粗系≤0.5，Ds类夹杂物级别≤1.5；
锻造：将钢坯预热后置入锻造炉内，将锻造炉进行加热，使钢坯的温度达到1240℃并保温5～6h，然后对钢坯进行锻打，始锻温度为1240℃，终锻温度为920℃，总锻造比≥3.5:1，整个锻造过程在2个火次内完成，钢坯经过锻打后形成锻件，然后打开炉门使锻件空冷至室温；
球化退火：将锻件放置到加热炉内加热至680℃并保温，保温时间控制在1～1.5小时/英寸(英寸为锻件的最大壁厚尺寸)，在炉内缓慢冷却至500℃，然后出炉空冷至室温；
无损探伤。
本发明的有益效果为：优化Si、Mn、Cr的配比来提高淬透性、提升综合性能指标，在渗碳钢中Mn能够促进渗碳作用，提高钢的表面硬度与耐磨性，Cr能够与碳形成安定而硬的碳化物，从而高碳素钢的强度、硬度及高温机械性能，添加Mo能够形成稳定的碳化物来细化奥氏体晶粒，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力。由于有害元素Sb、Sn、As的原子半径大，多在晶界与表面富集，分布不均匀，会恶化钢坯、降低钢坯的热加工性能，所以需要更进一步的降低有害元素Sb、Sn、As的含量。在锻造过程中将保温时间控制在5～6h，将终锻温度控制在900～920℃能够保证奥氏体晶粒不易粗大，锻造比控制在≥3.5:1能够确保钢材结构紧密、且能打碎粗大的奥氏体晶粒使得夹杂物弥散分布，有效的消除带状组织，减轻各向异性，对提高性能指标奠定基础。通过球化退火能够细化组织，改善或消除锻打过程中所造成的各种组织缺陷及残余应力，提高锻件后续淬火后的耐磨性。通过优化元素配比、锻造工艺和球化退火工艺可以有效解决锻件内部疏松、有裂纹，组织粗大等缺陷。

Claims (4)

1.3311N20渗碳轴承钢锻件的生产方法，其特征在于：其生产步骤如下：
下料：取化学成分及重量百分比为：C:0.15～0.2％，Si:0.15～0.35％，Mn:0.4～0.7％，P:≤0.025％，S:0.005～0.015％，Cr:1.4～1.7％，Mo:0.15～0.25％，Ni:1.8～2.2％，Al:0.012～0.05％，Cu:≤0.3％，Ti:≤0.005％，Sb:≤0.015％，Sn:≤0.02％，As:≤0.0015％，H:≤2ppm，O:≤12ppm，余量为Fe的钢坯为原料；
锻造：将钢坯均匀加热至1250±10℃并保温5～6h，然后对钢坯进行锻打，始锻温度为1250±10℃，终锻温度为900～920℃，总锻造比≥3.5:1，整个锻造过程在2个火次内完成，钢坯经过锻打后形成锻件，然后打开炉门使锻件空冷至室温；
球化退火：将锻件放置到加热炉内均匀加热至680℃并保温，保温时间控制在1～1.5小时/英寸(英寸为锻件的最大壁厚尺寸)，在炉内缓慢冷却至500℃，然后出炉空冷至室温；
无损探伤。
2.根据权利要求1所述的3311N20渗碳轴承钢锻件的生产方法，其特征在于：锻造过程中的加热速率控制在不高于125℃/h。
3.根据权利要求1所述的3311N20渗碳轴承钢锻件的生产方法，其特征在于：球化退火过程中的加热速率均控制在不高于150℃/h。
4.根据权利要求1或2或3所述的3311N20渗碳轴承钢锻件的生产方法，其特征在于：钢坯中各类非金属夹杂物应符合以下要求：A类夹杂物级别：细系≤2.5、粗系≤1.0，B类夹杂物级别：细系≤1.5、粗系≤0.5，不含有C类夹杂物，D类夹杂物级别：细系≤1.0、粗系≤0.5，Ds类夹杂物级别≤1.5。
CN202111068154.0A 2021-09-13 2021-09-13 3311 n20渗碳轴承钢锻件的生产方法 Withdrawn CN113913688A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111068154.0A CN113913688A (zh) 2021-09-13 2021-09-13 3311 n20渗碳轴承钢锻件的生产方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111068154.0A CN113913688A (zh) 2021-09-13 2021-09-13 3311 n20渗碳轴承钢锻件的生产方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113913688A true CN113913688A (zh) 2022-01-11

Family

ID=79234779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111068154.0A Withdrawn CN113913688A (zh) 2021-09-13 2021-09-13 3311 n20渗碳轴承钢锻件的生产方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113913688A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114959457A (zh) * 2022-05-05 2022-08-30 万向钱潮股份有限公司 一种高性能钢铁材料

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114959457A (zh) * 2022-05-05 2022-08-30 万向钱潮股份有限公司 一种高性能钢铁材料

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0933440B1 (en) Case hardened steel excellent in the prevention of coarsening of particles during carburizing thereof, method of manufacturing the same, and raw shaped material for carburized parts
EP1240362B1 (en) Low carbon, low chromium carburizing high speed steels
CN109811252B (zh) 一种高强度马氏体不锈钢及其制造工艺
CN108004469B (zh) 一种低合金高韧性q-p-t耐磨钢板及其制备方法
CN108220807B (zh) 一种低密度高铝超高碳轴承钢及其制备方法
CN113249645B (zh) 一种高延性超高强韧钢及其制备方法
CN112725688B (zh) 一种冷热兼作滚丝模具用钢及其制备方法
CN113718174B (zh) 一种双细化高强韧长寿命中高碳轴承钢及制备方法
CN111893381A (zh) 一种高氮不锈轴承钢及其制备方法
CN112239834B (zh) 一种高强度、高耐磨性稀土球磨机热轧钢球用钢及其轧制方法
CN111850399A (zh) 具有良好耐磨性耐蚀塑料模具钢及其制备方法
JP5406687B2 (ja) 転動疲労寿命に優れた鋼材
CN113981309A (zh) A485-2硬化轴承钢锻件的生产方法
CN114134397B (zh) 一种适用于冷挤压滚珠丝母用钢及其生产方法
CN113913688A (zh) 3311 n20渗碳轴承钢锻件的生产方法
CN115094304B (zh) 一种连铸圆坯生产超长寿命滚珠丝杠用钢及其制备方法
JPH07188857A (ja) 軸受部品
CN114875331B (zh) 一种具有优良心部疲劳性能的610MPa级厚钢板及其生产方法
CN111944969B (zh) 一种窄化高碳耐热不锈钢晶粒度的控制方法
CN110527903B (zh) 一种用于镀锌铝板的轧辊及其制备方法
CN108374116B (zh) 抗硫化氢应力腐蚀高强度钢及其制备方法
CN113832405A (zh) Grade6硬化轴承钢锻件的生产方法
CN115522020B (zh) 一种高韧性轴承钢及热处理方法
CN115323276B (zh) 一种兼具高强度及高塑性的轴承钢及其生产工艺
CN113584409B (zh) 一种高速铁路用渗碳轴承钢及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20220111