本發(fā)明屬于軸承鋼冶金，具體涉及一種兼顧線材軸承鋼熱軋組織和網(wǎng)狀碳化物的控制方法。

背景技術(shù)：

1、軸承鋼屬于過共析鋼，大量碳化物存在于產(chǎn)品中是必然的。在軸承使用中，除疲勞失效外尚有磨損失效，因此碳化物亦不可能不存在，關(guān)鍵是如何去改善碳化物均勻性指標。軸承鋼的碳化物均勻性指標，尤其是網(wǎng)狀碳化物級別是影響其成品軸承疲勞壽命的重要因素。眾所周知，線材軸承鋼通過軋后快速冷卻，使其迅速通過碳化物大量析出的溫度區(qū)間，有利于抑制碳化物析出進而改善網(wǎng)狀碳化物指標。但gcr15軸承鋼因c和cr含量較高，軋后快冷極易導致盤條熱軋組織中出現(xiàn)馬氏體異常組織，異常組織的存在，無論對鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)還是下游的加工企業(yè)都會造成一定困擾。

2、近些年來，研究者們采用不同的冷卻方式對線材軸承鋼軋后的盤條進行冷卻，從而來改善gcr15軸承鋼的碳化物均勻性指標。授權(quán)公告號為cn109402356b的中國專利公開了一種軸承鋼線材碳化物網(wǎng)狀控制的控冷控軋方法，包括將棒材快速軋制成規(guī)定規(guī)格的線材進行吐絲制成散卷，控制終軋溫度在780-880℃；控制吐絲溫度750-850℃；采用edc水浴等溫淬火冷卻對連續(xù)散卷進行在線控冷，控制冷卻速度2.0-10℃/s，控制終冷溫度620-630℃；edc水浴等溫淬火冷卻后進行加罩緩冷，控制出罩溫度為400-500℃；緩冷后集卷，空冷至常溫。該專利通過對吐絲后的盤條進行水浴等溫淬火冷卻+保溫罩緩冷的方式相結(jié)合，抑制冷卻過程中軸承鋼的碳化物析出，得到小條狀或半球狀碳化物，改善了軸承鋼的網(wǎng)狀碳化物指標。但此方法因生產(chǎn)設(shè)備的獨特性，并不適用于大多數(shù)鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)。授權(quán)公告號為cn110643798b的中國專利公開了一種連鑄gcr15軸承鋼盤條碳化物網(wǎng)狀控制方法，該控制方法通過對gcr15的化學成分進行設(shè)計優(yōu)化；在鋼坯投用前根據(jù)過熱度和低倍對其進行評價分級，根據(jù)坯料分級明確投料規(guī)格，對加熱工藝進行特殊控制，降級坯料適當延長爐溫≥1150℃高溫段時間，同時適當提高開軋溫度，在長時間高溫擴散條件下努力緩解鑄坯偏析；對盤卷風冷工藝進行改進，盤卷在風冷冷卻工藝根據(jù)規(guī)格大小進行調(diào)整，盤條從吐絲溫度開始在10秒內(nèi)快速冷卻至700℃以下，然后盤條在630-700℃維持10-15s入保溫罩等措施，實現(xiàn)了軸承鋼的網(wǎng)狀碳化物的有效控制。但經(jīng)生產(chǎn)實踐表明，該專利中的冷卻方法不能完全保證軸承鋼的網(wǎng)狀碳化物指標，并且操作不當還會造成熱軋盤條中出現(xiàn)異常組織。因此，如何在當前技術(shù)條件下，利用風冷的方式，得到兼顧熱軋組織和網(wǎng)狀碳化物的線材軸承鋼，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種兼顧線材軸承鋼熱軋組織和網(wǎng)狀碳化物的控制方法。該生產(chǎn)控制方法通過合理控制吐絲溫度、風冷輥道速度、盤條間隙以及通過對高速線材生產(chǎn)線上風冷線風機風量的合理分配，控制盤條在不同溫度區(qū)間的風冷冷速，實現(xiàn)“超快冷+快冷+超快冷+慢冷”的四階段風冷冷卻模式，得到了組織無異常且網(wǎng)狀碳化物級別低的熱軋線材軸承鋼。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種兼顧線材軸承鋼熱軋組織和網(wǎng)狀碳化物的控制方法，所述控制方法包括如下步驟：

4、步驟s1、將gcr15軸承鋼連鑄坯置入加熱爐中進行加熱、高溫擴散，得產(chǎn)品1；

5、步驟s2、將步驟s1中所得的產(chǎn)品1經(jīng)粗軋、中軋、預精軋、精軋、減定徑進行控軋控冷后吐絲，將產(chǎn)品1軋制成直徑為10-15mm的gcr15盤條；

6、步驟s3、將步驟s2中所得的盤條在風冷線上根據(jù)溫度區(qū)間進行四階段風冷冷卻；

7、步驟s4、風冷冷卻結(jié)束后盤條進行集卷打包，即完成生產(chǎn)。

8、優(yōu)選地，所述步驟s1中高溫擴散的溫度為1200-1220℃，高溫擴散的時間為90-110min。

9、優(yōu)選地，所述步驟s2中開始進行精軋的溫度為960-980℃；開始進行減定徑的溫度為900-920℃；吐絲的溫度為860-870℃。

10、優(yōu)選地，所述步驟s3中盤條在風冷線上進行四階段風冷冷卻的具體過程如下：

11、(1)盤條在風冷線上第一階段風冷冷卻，由吐絲至第一架風機結(jié)束位置，即風冷線上0-5m的位置

12、(2)盤條在風冷線上第二階段風冷冷卻，在所述風冷線上長度范圍對應第2架和第3架風機的位置，即風冷線上5-15m的位置；；

13、(3)盤條在風冷線上第三階段風冷冷卻，在風冷線上長度范圍對應第4架和第5架風機的位置，即風冷線上15-25m的位置；；

14、(4)盤條在風冷線上第四階段風冷冷卻，將所述盤條置入保溫罩中進行冷卻，風機全關(guān)，直至盤條下風冷線。

15、優(yōu)選地，所述盤條第一階段風冷冷卻的終冷溫度為780-790℃；所述盤條第二階段風冷冷卻的起始溫度為780-790℃，所述盤條第二階段風冷冷卻的終冷溫度為650-660℃；所述盤條第三階段風冷冷卻的起始溫度為650-660℃，所述盤條第三階段風冷冷卻的終冷溫度為580-600℃；所述盤條第四階段風冷冷卻出保溫罩的溫度為450-480℃。

16、優(yōu)選地，所述步驟(1)中第一階段風冷冷卻的風冷輥道速度為0.5-0.52m/s，相鄰兩圈盤條的間隙為30-32mm，盤條行走時間為9-11s，盤條冷卻速度控制在8-10℃/s。

17、優(yōu)選地，所述步驟(2)中第二階段風冷冷卻的風冷輥道速度為0.53-0.55m/s，相鄰兩圈盤條的間隙為33-37mm，盤條行走時間為17-19s，盤條冷卻速度控制在6-8℃/s。

18、優(yōu)選地，所述步驟(3)中第三階段風冷冷卻的風冷輥道速度為0.58-0.60m/s，相鄰兩圈盤條的間隙為37-43mm，盤條行走時間為15-17s，盤條冷卻速度控制在8-10℃/s。

19、本發(fā)明的生產(chǎn)控制方法能夠兼顧改善線材軸承鋼熱軋組織的產(chǎn)生和網(wǎng)狀碳化物均勻性指標的機理為：對于gcr15軸承鋼來說，arcm點溫度(指冷卻時從奧氏體中開始析出二次滲碳體的溫度)約900℃，ar1點溫度(指冷卻時奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變的溫度)約700℃，碳化物大量析出的溫度區(qū)間是700-850℃，因此，總體來講要保證盤條在此溫度區(qū)間內(nèi)的快速風冷。本發(fā)明選擇吐絲溫度為860-870℃，是為了避免碳化物在吐絲之前及吐絲過程中大量析出，保證碳化物析出過程在風冷線上完成。由吐絲至盤條溫度降至780℃為風冷冷卻的第一階段，第一階段采用超快冷卻方式來避免碳化物析出，此階段初始溫度較高，加上冷卻還未充分滲透到盤條心部，所以超快冷卻方式不會導致產(chǎn)生過多殘余奧氏體組織，從而避免后續(xù)產(chǎn)生馬氏體組織；進入風冷冷卻第二階段后，盤條溫度明顯降低，如果此階段繼續(xù)采用超快冷卻方式，將導致盤條迅速降溫而產(chǎn)生心部馬氏體組織，而產(chǎn)生馬氏體組織的原因是風冷冷卻第二階段的溫度區(qū)間在奧氏體+滲碳體的兩相區(qū)，如果此時快速冷卻，盤條心部碳化物析出量減少，導致更多的c和cr元素仍溶于奧氏體組織中，從而使過冷奧氏體組織的穩(wěn)定性提高，鋼中殘余奧氏體組織的數(shù)量增多，盤條冷卻至ms點溫度(指奧氏體開始轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的溫度)后即在盤條心部生成馬氏體組織。同時也要避免碳化物大量析出，所以此階段冷卻速度相對于第一階段適當降低，采用快冷的冷卻方式；進入風冷冷第三階段后，雖然采用和風冷冷第一階段冷速接近的超快冷，但因為過冷奧氏體組織的穩(wěn)定性已由風冷冷的第二階段決定，此階段已開始進行奧氏體組織向珠光體組織的轉(zhuǎn)變，本發(fā)明中的生產(chǎn)工藝使得過冷奧氏體組織的穩(wěn)定性可滿足完成珠光體組織轉(zhuǎn)變的條件，風冷速度決定的是生成珠光體組織片層間距的大小，考慮到冷卻過程中盤條心表溫度不一，此階段風冷終冷后盤條表面溫度設(shè)定為580℃，可保證盤條整體快速通過碳化物大量析出的區(qū)間；風冷冷卻第四階段盤條進入保溫罩進行慢冷，起到消除應力的作用，避免后續(xù)盤條運輸及加工過程中發(fā)生斷裂等失效。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備的積極有益效果在于：

21、現(xiàn)有技術(shù)中線材軸承鋼在風冷線上為兩段式冷卻，在實際生產(chǎn)中往往會為了追求低的碳化物網(wǎng)狀級別而提高風冷強度，很容易導致馬氏體等異常組織的產(chǎn)生，影響后續(xù)產(chǎn)品使用。本發(fā)明采用了四段式冷卻，在奧氏體+滲碳體的兩相區(qū)采用相對較小的冷卻速度，可完全避免盤條成品中產(chǎn)生馬氏體等異常組織，同時盤條在風冷線上總體風量和現(xiàn)有技術(shù)總體風量保持一致，也就意味著在二次滲碳體析出階段盤條的冷速相對更快，碳化物析出更少，所以成品線材的碳化物網(wǎng)狀指標也會得到一定程度的改善。