G20CrNiMoA滲碳軸承鋼生產(chǎn)工藝的探討
2012-05-11 G20CrNi2MoA滲碳軸承鋼是優(yōu)質(zhì)低碳合金鋼,它具有切削、冷加工性能良好、耐沖擊、滲碳后耐磨、接觸疲勞壽命高等優(yōu)點(diǎn)。采用G20CrNiMoA滲碳軸承鋼制造的軸承,除表面具有高的硬度、耐磨、高的疲勞強(qiáng)度、良好的尺寸穩(wěn)定性外,軸承內(nèi)部還具有高的韌性,廣泛用于制造承受沖擊較大的軸承,如軋機(jī)、重型車輛、鐵路機(jī)車等。美國滲碳軸承鋼產(chǎn)量達(dá)到軸承鋼總產(chǎn)量的30%,日本為10~15%,而我國還不到5%,用G20CrNiMoA鋼制造的貨車軸承,每年的需求量約為130萬套,用鋼15萬t左右,滲碳軸承鋼在我國存在著巨大的潛在市場及發(fā)展前景。
攀長鋼公司的科研人員針對滲碳軸承鋼G20CrNiMoA采用“電爐+真空處理+電渣”生產(chǎn)試制的工藝,就如何控制鋼中的[O]、高倍夾雜及碳化物帶狀組織等問題進(jìn)行了生產(chǎn)工藝的探討。
(1)因G20CrNi2MoA鋼屬低碳鋼,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)成品碳規(guī)格為0.17~0.23%,考慮到鐵合金含碳量及成品碳含量,在EBT偏心爐中需將終點(diǎn)碳控制在0.06~0.10%之間,鋼液經(jīng)過氧化后,屬強(qiáng)氧化性質(zhì),其含氧量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于C-O平衡時(shí)的氧含量,尤其是碳含量越低,鋼液中氧含量就越高,因此采取合理的脫氧制度非常重要,本鋼種在脫氧時(shí)主要從EBT爐預(yù)脫氧,LF爐脫氧及VD爐終脫氧綜合考慮。
(2)G20CrNi2MoA鋼標(biāo)準(zhǔn)中,Al是合金元素,在實(shí)際生產(chǎn)中,Al是作為脫氧劑加入。在實(shí)際生產(chǎn)控制中分二步對鋼液進(jìn)行Al處理,步,在EBT出鋼過程中,為了搞好預(yù)脫氧及減輕LF爐的脫氧壓力,在出鋼約1/3時(shí)間向鋼包中加入脫氧劑Al塊(1kg/t鋼液),第二步,在對鋼液進(jìn)行真空處理前,為了確保該鋼成品化學(xué)成分Al含量符合標(biāo)準(zhǔn)要求及氧含量小于30ppm,在抽空前按2m/t鋼液進(jìn)行了喂Al線操作。
(3)鋼液中的硫被視為有害元素,導(dǎo)致鋼產(chǎn)生熱脆,影響鋼的機(jī)械性能。因此,在還原渣流動(dòng)性良好的前提下,適當(dāng)提高渣中(CaO)含量,保證渣料配比為6:1:1,保持還原渣堿度在2.8~3.5之間,在1600℃以上進(jìn)行精煉,可以保證鋼液脫硫到0.010%以下,從而可確保該鋼硫化物夾雜達(dá)到更低的水平。
(4)盡管在煉鋼時(shí)已將鋼中氧含量降到很低狀態(tài),但在澆注時(shí)還是要采用Ar氣保護(hù),防止二次氧化。
(5)在軋鋼廠軋制時(shí)采用了軋后強(qiáng)風(fēng)并噴水霧快冷的方式,其碳化物帶狀達(dá)到了0.5級(jí)和1級(jí)的水平,達(dá)到了預(yù)期的效果。為解決末端淬透性值偏下限的問題是將影響鋼的淬透性元素C、Cr、Mn等控制在中上限,尤其是C要控制在0.20~0.22%為宜。
設(shè)計(jì)的工藝路線為:EF+LF+VD(+電渣)→825初軋機(jī)軋制開坯→新連軋成材(或303成材)。根據(jù)鐵路認(rèn)證中心的需要,澆注成1.1t電極棒,在特冶車間重熔成φ550電渣錠,由軋鋼廠大型材車間進(jìn)行開坯150方和軋制大型材(φ120mm),在特冶中心軋鋼車間和軋鋼廠中小型車間軋制(φ80mm)成成品。對成品進(jìn)行力學(xué)性能檢驗(yàn)、高倍檢驗(yàn)。
目前按照其工藝生產(chǎn)的G20CrNiMoA化學(xué)成分、力學(xué)性能、非金屬夾雜物等各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),達(dá)到了鐵路軸承鋼規(guī)定技術(shù)的要求,并經(jīng)用戶進(jìn)行加工、檢驗(yàn),完全滿足鐵路軸承鋼的要求,且通過鐵路認(rèn)證中心(CRCC)的資質(zhì)認(rèn)證,2009年通過復(fù)查。同時(shí),G20CrNiMoA在軋材碳化物帶狀組織的控制與目前國內(nèi)其它企業(yè)(西寧等)相比是達(dá)到Z好的。
