CN113981309A - A485-2硬化轴承钢锻件的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种A485‑2硬化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1140±10℃并保温，锻造时始锻温度为1140±10℃，终锻温度为930～940℃，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：将锻件加热至790℃并保温，然后锻件在炉内以不高于25℃/h的冷却速度缓慢冷却至720℃并保温，再随炉冷却至500℃，最后出炉空冷至室温；无损探伤。本发明的优点在于：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，提高综合性能。

Description

A485-2硬化轴承钢锻件的生产方法
技术领域
本发明涉及A485-2硬化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，需要有高的抗塑性变形能力、高的抗摩擦及磨损性能、高的旋转精度及尺寸精度、好的尺寸稳定性，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，即轴承钢锻件基体需要有良好的碳化物尺寸、珠光体数量、网状碳化物。目前国内常用的轴承钢锻件在锻造过程中会出现严重的网状碳化物组织，严重的网状碳化物并不能在随后的球化退火过程中完全消除，这使得轴承钢锻件在后续的机加工及最终热处理时容易产生裂纹。
发明内容
本发明的目的是提供一种A485-2硬化轴承钢锻件的生产方法，通过优化元素配比、锻造工艺及球化退火工艺来克服缺陷，提高性能。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：A485-2硬化轴承钢锻件的生产方法，生产步骤如下：
下料：取化学成分及重量百分比含量为：C:0.85～1％，Si:0.9～1.05％，Mn:1.4～1.7％，P:≤0.015％，S:≤0.015％，Cr:1.4～1.8％，Mo:≤0.1％，Ni:≤0.25％，Al:0.012～0.05％，Cu:≤0.3％，Pb:≤0.002％，Ti:≤0.005％，Sn:≤0.02％，As:≤0.015％，Sb:≤0.015％，O:≤8ppm，余量为Fe的钢坯为原料；
锻造：将钢坯预热后置入锻造炉内，将钢坯均匀加热至1140±10℃并保温5～6h，然后对钢坯进行锻造，始锻温度为1140±10℃，终锻温度为930～940℃，总锻造比≥3.5:1，整个锻造过程在2个火次内完成，钢坯经过锻造后形成锻件，然后将锻件空冷至室温；
球化退火：将锻件放置到加热炉内均匀加热至790℃并保温，保温时间控制在1～1.5小时/英寸，然后锻件在炉内以不高于25℃/h的冷却速度缓慢冷却至720℃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)，再随炉冷却至500℃，最后出炉空冷至室温；
无损探伤。
进一步的，前述的A485-2硬化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A485-2硬化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A485-2硬化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以下要求：A类夹杂物级别：细系≤2.5、粗系≤1，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。
本发明的优点在于：优化Cr、Si、Mn元素的配比可提高锻件的淬透性、耐磨性，Cr能有效改变碳化物的分布及其颗粒大小，使碳化物变得细小、分布均匀，扩大了球化退火的范围，Mn能固定锻件中的S，并形成对锻件危害较小的MnS和(Fe，Mn)S，减少或抑制FeS的生成，将C含量控制在0.85～1％既能保证锻件芯部有足够的塑性和韧性，还能降低C含量可以减少碳化物(Cr，Fe)C的析出量，从而减少网状碳化物的形成，在锻造过程中将保温时间控制在5～6h，能够保证奥氏体晶粒不易粗大，将始锻温度控制在1140±10℃能够防止锻件过热、过烧而产生严重的网状碳化物，将终锻温度控制在930～940℃能够防止终锻温度过低而引起锻件开裂，终锻温度过高形成的晶粒粗大；整个锻造过程控制在2个火次内完成也可以有效防止脱碳层变厚，晶粒***；锻造比控制在≥3.5:1能够确保结构紧密、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。通过均匀加热保温+炉冷+球化温度保温+缓慢炉冷的工艺技术能够细化组织，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、锻造工艺及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，能够满足后续机加工及最终热处理的性能要求。
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A485-2硬化轴承钢锻件的生产方法，生产步骤如下：
下料：取化学成分及重量百分比含量为：C:0.85％，Si:0.9％，Mn:1.4％，P:≤0.015％，S:≤0.015％，Cr:1.4％，Mo:≤0.1％，Ni:≤0.25％，Al:0.012％，Cu:≤0.3％，Pb:≤0.002％，Ti:≤0.005％，Sn:≤0.02％，As:≤0.015％，Sb:≤0.015％，O:≤8ppm，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，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，将钢坯以不高于125℃/h的加热速率均匀加热至1130℃并保温5～6h，然后对钢坯进行锻造，始锻温度为1130℃，终锻温度为930℃，总锻造比≥3.5:1，整个锻造过程在2个火次内完成，钢坯经过锻造后形成锻件，然后将锻件空冷至室温；
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790℃并保温，保温时间控制在1～1.5小时/英寸，然后锻件在炉内以不高于25℃/h的冷却速度缓慢冷却至720℃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)，再随炉冷却至500℃，最后出炉空冷至室温；
无损探伤。
实施例二
本实施例中的A485-2硬化轴承钢锻件的生产方法，生产步骤如下：
下料：取化学成分及重量百分比含量为：C:0.9％，Si:0.95％，Mn:1.6％，P:≤0.015％，S:≤0.015％，Cr:1.6％，Mo:≤0.1％，Ni:≤0.25％，Al:0.03％，Cu:≤0.3％，Pb:≤0.002％，Ti:≤0.005％，Sn:≤0.02％，As:≤0.015％，Sb:≤0.015％，O:≤8ppm，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，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，将钢坯以不高于125℃/h的加热速率均匀加热至1140℃并保温5～6h，然后对钢坯进行锻造，始锻温度为1140℃，终锻温度为940℃，总锻造比≥3.5:1，整个锻造过程在2个火次内完成，钢坯经过锻造后形成锻件，然后将锻件空冷至室温；
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790℃并保温，保温时间控制在1～1.5小时/英寸，然后锻件在炉内以不高于25℃/h的冷却速度缓慢冷却至720℃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)，再随炉冷却至500℃，最后出炉空冷至室温；
无损探伤。
实施例三
本实施例中的A485-2硬化轴承钢锻件的生产方法，生产步骤如下：
下料：取化学成分及重量百分比含量为：C:1％，Si:1.05％，Mn:1.7％，P:≤0.015％，S:≤0.015％，Cr:1.8％，Mo:≤0.1％，Ni:≤0.25％，Al:0.05％，Cu:≤0.3％，Pb:≤0.002％，Ti:≤0.005％，Sn:≤0.02％，As:≤0.015％，Sb:≤0.015％，O:≤8ppm，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，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，将钢坯以不高于125℃/h的加热速率均匀加热至1145℃并保温5～6h，然后对钢坯进行锻造，始锻温度为1145℃，终锻温度为940℃，总锻造比≥3.5:1，整个锻造过程在2个火次内完成，钢坯经过锻造后形成锻件，然后将锻件空冷至室温；
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790℃并保温，保温时间控制在1～1.5小时/英寸，然后锻件在炉内以不高于25℃/h的冷却速度缓慢冷却至720℃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)，再随炉冷却至500℃，最后出炉空冷至室温；
无损探伤。
本发明所述的A485-2硬化轴承钢锻件中碳化物尺寸、珠光体数量、网状碳化物指标如下表：
碳化物尺寸 CG2.2～2.4
珠光体数量 PA≤3.0
网状碳化物 Max.CN4.3

Claims (4)

1.A485-2硬化轴承钢锻件的生产方法，其特征在于：生产步骤如下：
下料：取化学成分及重量百分比含量为：C：0.85～1％，Si：0.9～1.05％，Mn：1.4～1.7％，P：≤0.015％，S：≤0.015％，Cr：1.4～1.8％，Mo：≤0.1％，Ni：≤0.25％，Al：0.012～0.05％，Cu：≤0.3％，Pb：≤0.002％，Ti：≤0.005％，Sn：≤0.02％，As：≤0.015％，Sb：≤0.015％，0：≤8ppm，余量为Fe的钢坯为原料；
锻造：将钢坯预热后置入锻造炉内，将钢坯均匀加热至1140±10℃并保温5～6h，然后对钢坯进行锻造，始锻温度为1140±10℃，终锻温度为930～940℃，总锻造比≥3.5∶1，整个锻造过程在2个火次内完成，钢坯经过锻造后形成锻件，然后将锻件空冷至室温；
球化退火：将锻件放置到加热炉内均匀加热至790℃并保温，保温时间控制在1～1.5小时/英寸，然后锻件在炉内以不高于25℃/h的冷却速度缓慢冷却至720℃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)，再随炉冷却至500℃，最后出炉空冷至室温；
无损探伤。
2.根据权利要求1所述的A485-2硬化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A485-2硬化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A485-2硬化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，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。
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