GCr15軸承鋼開發實踐

張力

摘 要：本文介紹了Φ40 GCr15軸承鋼在我廠一棒車間生產的軋制工藝，通過控制加熱溫度，軋制料型等保證各項性能指標符合標準。Φ40 GCr15軸承鋼的成功開發，進一步提高了公司的市場競爭力。

關鍵詞：棒材生產線；軸承鋼；工藝及設備特點

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.036

1 前言

GCr15鋼是高碳鉻軸承鋼中使用量和生產量最多的牌號，被世界各國廣泛采用。近年來風電工程、高速鐵路迅猛發展，在這些工程中大量使用各類軸承，對軸承壽命提出越來越高的要求。GCr15牌號含義為G：代表滾動軸承鋼，不標含碳量，Cr含量用千分之幾表示，15表示含鉻量1.5%。該鋼種綜合性能良好，球化退火后有良好的切削加工性能。經淬火和回火后硬度高而且均勻，硬度可達50～58HRC，耐磨性能和接觸疲勞強度高。熱加工性能好，適用于高轉速、高載荷的大型機械上使用的軸承鋼球、滾子和套圈；也可用于制造承受較大載荷、高耐磨、高彈性極限和高接觸疲勞強度的機械零件以及各種精密量具、冷沖模、一般刀具等；經碳氮共滲處理后可用于制造高耐磨、耐熱及要求尺寸穩定和使用壽命高的零件。

我們在進行了充分調研的基礎上，結合棒材生產線的工藝特點，在月18日首次試生產GCr15φ40圓鋼。最終GCr15軸承鋼的開發取得了成功。

2 生產工藝控制

2.1 原料使用情況

本次軋制共接原料51支，鋼坯斷面尺寸平均小面為150.8mm，大面為152.2mm，平均長度為11.955米。原料表面有輕微縱向劃痕，橫向皺紋。

化學成分：

2.2 加熱

本次軋制，確保加熱溫度范圍的準確性，合理控制爐內還原氣氛，空燃比控制在0.6～0.63之間。鋼坯的加熱溫度力求均勻，鋼坯上、下溫差應小于30℃，嚴禁過熱和過燒。

鋼坯加熱制度（表中帶﹡標志的為重點控制項）：

實際操作中，采取了在鋼坯入爐時采用高溫加熱，預熱段溫度為838℃左右，加熱段溫度為1088℃左右，均熱段溫度為1134℃左右。鋼坯入爐后采用由低溫向高溫逐漸升溫的保溫方式，預熱段溫度由708℃逐漸升到785℃，加熱段溫度由804℃逐漸升到1016℃，均熱段溫度由881℃逐漸升到1069℃。然后溫度由高溫降到低溫，再由低溫升到高溫循環加熱保溫。開軋前半小時溫度由保溫階段開始升溫，預熱段溫度升到892℃左右，加熱段溫度升到1023℃左右，均熱段溫度升到1194℃左右。

2.3 軋制

軋制Φ40 GCr15 圓鋼在線使用12架軋機，成品速度4.9m/s，未投入1#活套。軋制中開軋溫度1080±20℃，按1070℃控制；終軋溫度控制在≤950℃。

（1）料型控制。軋制前期因實際軋制溫度比要求的開軋溫度高。造成軋件的寬展較小，軋機的料型和速度難以控制，出現軋件尺寸、軋機速度波動現象，成品一支鋼尺寸合適一支鋼不合適的變化。后通過加熱爐降溫（均熱段由1170℃降到1050℃左右），及在出爐輥道上涼鋼的方法降低了開軋溫度（此時測得隔氧化鐵皮測鋼坯表面溫度為1040℃左右），成品尺寸得到了控制。

穩定后的料型及速度如表3。

各架次電流如表4。

表5為Φ25 20MnSi前10架軋機電流：

與20MnSi比軋制GCr15大部分架次電流有所降低。

（2）倍尺設定。由于GCr15軸承鋼需要高溫快速收集，本次軋制倍尺設定采用短倍尺設定方法，為保證最后一支倍尺長度大于64米，共設定了4支倍尺長度，分別為前3支52.3米，最后一支80米。實際過鋼中最后一支倍尺長度在67米左右。

（3）冷剪剪切。本次軋制冷剪開始切4支倍尺，剪切溫度在470～540℃左右，由于冷剪振動較大，后改切2支倍尺，連續過鋼后剪切溫度在260～330℃左右。軋制后期剪切由2支增加到3支倍尺，在剪切過程中未發現異常。

（4）生產結果。此次試生產棒材車間共生產成品81.3噸，軋制情況良好。經實驗顯示，其脫碳層、低倍組織、非金屬夾雜物、碳化物液析、反彎、冷彎等均符合標準要求。

3 結束語

隨著目前鋼鐵工業的發展及鋼材市場的持續低迷，供大于求的局面短期內無法改變，因此生產高附加值產品及提高鋼廠工藝技術水平已成為鋼廠提高產品競爭力的當務之急。GCr15軸承鋼的成功開發為我公司后續開發更高附加值產品提供了寶貴的經驗。