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轴承钢棒生产新技术

发布时间:2015-10-12 10:10:00来源:中经纵横
自上世纪80年代以来,对热机械轧制低合金钢的直接拉拔或冷锻等工艺进行了大量的研究,其它一些研究集中在将高碳与轴承钢的轧制温度降低到接近奥氏体已经开始向珠光体转变的临界温度区间。这类轧制工艺对工业生产带来诸多不便,由于需要高的轧制力以及大机架,因此需要专用轧机才可以实现。
 
  17机架无牌坊短应力线轧机按平立交替布置,采用快速整体机架更换,在5min内,即可改变产品尺寸。两个自动机械将轧钢车间与轧辊车间自动地连接起来。轧钢车间设有5个除鳞机,提高了产品表面质量。安装在轧机入口处的第一架除鳞机可以回转。轧制圆棒的最终尺寸公差可达到1/8 DIN 1013,这是由于采用了一套5道次K℃ks-达涅利减定径机组(RSB)以及2套自动化尺寸测量设备用于产品的自动化尺寸控制。布置在RSB前的冷却线保证精轧道次(LTR低温轧制)前的温度以及温度均匀性要求。长条材的低温轧制是指精轧温度处在700~820℃范围内。更为重要的是要在沿轧制棒的长度方向实现温度的均匀一致,避免由于不同的精轧温度而导致内部结构的变化。
 
  需要采用低温轧制获得细晶粒轧材,然后进行最终的在线热处理。轧制温度是热变形过程中影响晶粒细化的三个基本参数之一。低温轧制中采取控制晶粒细化与晶粒长大,影响钢的时间-温度-相变(CCT曲线),从而调节晶界长度及随后的形核位置。特别是温度参数,它影响全过程的热动力学条件。
 
  与冷却位于一条生产线上的在线退火炉是煤气炉,棒材送到这里完成热处理(在轧制线上就已经完成了慢冷、软化退火、球化退火以及回火过程)。烧嘴布置的优化以及风扇的使用,可以使炉内的温度分布均匀化,保证完全不会发生脱碳反应,并保证棒的长度方向以及每根棒的工艺性能均匀一致。
 
  棒在切成定长后,在线检测和精整是连续生产线上的重要工序。棒材精整线由一个在线喷丸机、4个磨盘切割机、一个无损检测站、一个清理毛刺站、一个堆垛站以及捆扎机和一个收集站组成。
 
  对轴承钢退火工艺的最新技术、实际安装、使用的在线退火炉的进展与分析结果做了总结。研究了最通用的轴承钢AISI 52100。更多的合金品种也经过在线退火炉进行退火与回火处理。
 
  2 讨论
 
  AISI52100钢基本成分是1%碳与1.5%铬,通常以球化退火或者软化退火态交货。球化退火态的组织非常适合于如钻削与切削等加工,原因是连续铁素体结构中存在的球状渗碳体具有高的塑性。具有这种组织的轴承在进行最终的硬化处理后,具备合适的硬度以及疲劳强度。由于渗碳体弥散分布在铁素体基体中,因而具有高的塑性。在进行这样的热处理后硬度值为200HB。如果以软化退火态交货,则硬度超过200 HB,但无论如何,软化退火组织的轴承可以进行剪切加工而不会出现开裂与降低工具寿命的现象。球化退火时间长,且也是成本最高的退火工艺,原因有以下几点:
 
  .需要长的总处理周期;
 
  .相当长的原料处理时间;
  
  .由于氧化而导致材料损失;
 
  .表面脱碳;
  
  ..棒退火后需要进行矫直。
 
 
  3 结论
 
  开发出AISI52100钢种从轧机轧制后直接球化退火的全过程工艺。对精轧温度、等温转变开始温度以及退火温度与退火时间等进行了优化,获得了球化率大于80%,且最终硬度低于220HB的组织结构。在生产过程中利用ONA炉进行等温退火与回火处理,热处理全部时间约2小时,获得了满意的硬度与碳化物分布的结果。
 
  当前对所有材料进行等温退火与回火处理,普遍做法是安装使用在线热处理炉如ONA设备,该设备也可用于实现生产率作为第一目标的生产目的。

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