轴承钢冶炼和连铸技术
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、高温轴承钢、不锈轴承钢和 中碳轴承钢，其中尤以高碳铬轴承钢生产量为最多。国外轴承钢生产 厂家主要集中在瑞典SKF 公司和日本山阳公司，该两家每年轴承
钢生产鼠基本占西方工业化国家轴承钢产最的70 ％以上，由于轴承钢 生产的高度集中，国外轴承钢生产工艺及实物质量达到了一个很高的水 平。
滚动轴承的内外圈和滚动体应具有较高的硬度和接触 疲劳强度、良好的耐磨性和冲击韧性，一般用
性变形；
(4) 要有一定的韧性，防止轴承在受冲击载荷作用时发生破坏； (5) 要有一定的抗腐蚀性能； (6) 要有良好的工艺性能，如冷热成型、切削、磨削等性能，以
适应大批量、高效率、高质量生产的需要；
(7) 具有良好的尺寸稳定性，防止轴承在长期存放或使用中因尺
寸变化而降低精度。
轴承钢冶炼和连铸技术
对轴承钢的质量要求
轴承钢冶炼与连铸技术
2008年8月
轴承钢冶炼和连铸技术
内容：
1 ：轴承钢发展概况 2 ：轴承钢性能要求 3 ：钢液精炼渣的设计
轴承钢冶炼和连铸技术
轴承钢发展概况
轴承钢冶炼和连铸技术
轴承钢是重要的冶金产品，它被广泛应用于机械制造、 铁路运输、汽车制造、国防工业等领域。
滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。
轴承钢冶炼和连铸技术
轴承钢冶炼和连铸技术
钢水纯洁度 氧含量是轴承钢纯洁度的最重要标志之一。轴承钢当氧含
量由30ppm下降到20ppm时，其接触疲劳寿命提高1.5 倍;降到15ppm时提高2倍;降到8ppm时提高3倍。因此，各
大厂家都非常重视对氧含量的控制。目前，国际上先进水平，
如日本山阳制钢的轴承钢，氧含量可以达到5～8ppm。
• 我国轴承钢与国外相比最主要的差距是在技术装备。国外 在轴承钢熔炼上，初炼炉和精炼炉朝高功率、大容量发展。
瑞典、日本等国多选用70～100吨的炉型，而国内多数 企业仍用15～30吨的电炉和20～40吨的精炼炉。日本 轴承钢已采用连铸生产，国内绝大多数企业仍采用模铸。 热处理方面，国外都使用连续式保护气氛退火炉，国内
1 化学成分
轴承钢冶炼和连铸技术
轴承钢冶炼和连铸技术
成分控制
• C：中下限 • Cr: 中限或中下限 • T[O]: 10ppm以内 • S：越好低好，100ppm • P：非常有害，越好低好 • Mn: 不易过高 • Si: 不易过高
轴承钢冶炼和连铸技术
轴承钢精炼理论基础
轴承钢冶炼和连铸技术
轴承钢冶炼和连铸ห้องสมุดไป่ตู้术
国外轴承钢的发展
轴承钢冶炼和连铸技术
轴承钢的纯净度和组织均匀性是影响轴承寿命的重要因素， 因此许多轴承钢生产厂家都在这方面做了大量工作。
轴承钢冶炼和连铸技术
轴承钢冶炼和连铸技术
轴承钢新技术
超高清洁度钢的开发是轴承钢重要发展技术之一，影响 轴承钢性能的主要因素是由转动疲劳引起的剥离现象。
品种结构上的差距
国内轴承钢的钢种以高碳铬轴承钢为主，占90%，欧美等 西方工业化国家的高碳铬轴承钢只占70%，其它渗碳轴承
钢等约占30%，这主要是热处理上的差距所致。渗碳轴
承钢对热处理工艺要求较高，国内企业因设备、工艺等因 素，不具备生产大量的轴承渗钢冶碳炼和轴连铸承技术钢的条件。
• 技术装备的差距
国内先进水平氧含量T[O]一般波动在9～13ppm范围内。
碳化物不均匀性
碳化物的不均匀性对轴承的材质是一种危害较大的缺陷。一
般包括液析、带状碳化物和网状碳化物。国外轴承钢的
碳化物尺寸细小、分布均匀。而我国轴承钢碳化物的尺寸和 颗粒较大，直接影响了轴承的使用寿命。
轴承钢冶炼和连铸技术
表面质量和外观尺寸、精度
量，获得细小、均匀、球形的碳化物以及缩短退火时间或 取消球化退火工序的研究方面有了重大进展。
• 实现了在线检测自动化。国外先进企业依据不同的目
的采用不同的探伤设备。有的在同一条生产线上分别安装 有超声波探伤机、涡流探伤机或磁粉探伤机，对钢的缺陷 自动标志、修磨等。
轴承钢冶炼和连铸技术
我国轴承钢的发展
轴承剥离一般是由于混入异物而使润滑条件恶化及直接由 钢中夹杂物引起的，降低氧化物系夹杂物对轴承的长寿有 显著的效果。因此，轴承钢的高清洁度对提高轴承的寿命 至关重要。各轴承钢制造厂通过改善精炼方法，供给高清 洁度轴承钢，而且，这种需求正在扩大。
在熔炼方面，电炉向超高功率、大容量发展，采用组
合式精炼（电磁搅拌+吹氩搅拌），电耗较低，电极消耗 较少。
转炉流程轴承钢技术的开发使轴承钢的冶炼时间缩短、
生产效率提高，且钢中氮含量低，残余元素少，为轴承钢 进一步提高品质奠定了基础。
轴承钢冶炼和连铸技术
• 轴承钢连铸目前已经取得重大进展，广泛应用于轴承钢
的生产。连铸不仅提高了成材率，而且钢坯表面质量、夹 杂物分布、碳化物偏析都有明显改善。
• 多采用连续式保护气氛热处理，在提高球化退火质
内圈：与轴颈相配（一般转动）
外圈：与轴承座相配（一般静止）
滚动体：将滑动摩擦转化为滚动摩擦
保持架：防止滚动体直接接触
2
2
4 3
1
轴承钢冶炼和连铸技术
4 13
常见的滚动体有六种形状，一种是球形，四种是滚子。
轴承钢冶炼和连铸技术
由于轴承的工作条件十分复杂，承受着各类高的交变应力，在工作时， 滚动体与内、外套圈呈点接触，同时受到很大的冲击负荷和振动， 并还受到水分、杂质及润滑抽的侵蚀，故对轴承钢的要求愈来愈严格， 成为检验项目最多、质量要求最严、生产难度最大的钢种之一。
与国外相比，国内钢材的表面普遍存在折叠、细裂纹、 凹坑等缺陷，公差尺寸范围较大，交货不能两头齐尺，经
常有短尺搭交，轴承钢棒材的弯曲度按目前标准为 4mm/m，而国外标准通常要求2mm/m。国外轴承钢棒材 的端部无毛刺，并45º机器倒角，国内钢材的两端粗糙， 不利于轴承企业的自动化加工。总之，轴承钢表面质量的 缺陷及外形上的偏差，最终将降低轴承加工企业的材料利 用率。
多数企业还是较落后的辊底炉、罩式炉等。检测方面，国 内多数企业不具备在线探伤，对钢材的内在、外表缺陷不 能及时发现、修磨。
轴承钢冶炼和连铸技术
轴承钢的性能要求：
(1) 具有高的接触疲劳强度和抗压强度； (2) 经热处理后必须具有高而均匀的硬度； (3) 具有高的弹性极限，防止在高载荷作用下轴承发生过量的塑
钢生产鼠基本占西方工业化国家轴承钢产最的70 ％以上，由于轴承钢 生产的高度集中，国外轴承钢生产工艺及实物质量达到了一个很高的水 平。
滚动轴承的内外圈和滚动体应具有较高的硬度和接触 疲劳强度、良好的耐磨性和冲击韧性，一般用
性变形；
(4) 要有一定的韧性，防止轴承在受冲击载荷作用时发生破坏； (5) 要有一定的抗腐蚀性能； (6) 要有良好的工艺性能，如冷热成型、切削、磨削等性能，以
适应大批量、高效率、高质量生产的需要；
(7) 具有良好的尺寸稳定性，防止轴承在长期存放或使用中因尺
寸变化而降低精度。
轴承钢冶炼和连铸技术
对轴承钢的质量要求
轴承钢冶炼与连铸技术
2008年8月
轴承钢冶炼和连铸技术
内容：
1 ：轴承钢发展概况 2 ：轴承钢性能要求 3 ：钢液精炼渣的设计
轴承钢冶炼和连铸技术
轴承钢发展概况
轴承钢冶炼和连铸技术
轴承钢是重要的冶金产品，它被广泛应用于机械制造、 铁路运输、汽车制造、国防工业等领域。
滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。
轴承钢冶炼和连铸技术
轴承钢冶炼和连铸技术
钢水纯洁度 氧含量是轴承钢纯洁度的最重要标志之一。轴承钢当氧含
量由30ppm下降到20ppm时，其接触疲劳寿命提高1.5 倍;降到15ppm时提高2倍;降到8ppm时提高3倍。因此，各
大厂家都非常重视对氧含量的控制。目前，国际上先进水平，
如日本山阳制钢的轴承钢，氧含量可以达到5～8ppm。
• 我国轴承钢与国外相比最主要的差距是在技术装备。国外 在轴承钢熔炼上，初炼炉和精炼炉朝高功率、大容量发展。
瑞典、日本等国多选用70～100吨的炉型，而国内多数 企业仍用15～30吨的电炉和20～40吨的精炼炉。日本 轴承钢已采用连铸生产，国内绝大多数企业仍采用模铸。 热处理方面，国外都使用连续式保护气氛退火炉，国内
1 化学成分
轴承钢冶炼和连铸技术
轴承钢冶炼和连铸技术
成分控制
• C：中下限 • Cr: 中限或中下限 • T[O]: 10ppm以内 • S：越好低好，100ppm • P：非常有害，越好低好 • Mn: 不易过高 • Si: 不易过高
轴承钢冶炼和连铸技术
轴承钢精炼理论基础
轴承钢冶炼和连铸技术
轴承钢冶炼和连铸ห้องสมุดไป่ตู้术
国外轴承钢的发展
轴承钢冶炼和连铸技术
轴承钢的纯净度和组织均匀性是影响轴承寿命的重要因素， 因此许多轴承钢生产厂家都在这方面做了大量工作。
轴承钢冶炼和连铸技术
轴承钢冶炼和连铸技术
轴承钢新技术
超高清洁度钢的开发是轴承钢重要发展技术之一，影响 轴承钢性能的主要因素是由转动疲劳引起的剥离现象。
品种结构上的差距
国内轴承钢的钢种以高碳铬轴承钢为主，占90%，欧美等 西方工业化国家的高碳铬轴承钢只占70%，其它渗碳轴承
钢等约占30%，这主要是热处理上的差距所致。渗碳轴
承钢对热处理工艺要求较高，国内企业因设备、工艺等因 素，不具备生产大量的轴承渗钢冶碳炼和轴连铸承技术钢的条件。
• 技术装备的差距
国内先进水平氧含量T[O]一般波动在9～13ppm范围内。
碳化物不均匀性
碳化物的不均匀性对轴承的材质是一种危害较大的缺陷。一
般包括液析、带状碳化物和网状碳化物。国外轴承钢的
碳化物尺寸细小、分布均匀。而我国轴承钢碳化物的尺寸和 颗粒较大，直接影响了轴承的使用寿命。
轴承钢冶炼和连铸技术
表面质量和外观尺寸、精度
量，获得细小、均匀、球形的碳化物以及缩短退火时间或 取消球化退火工序的研究方面有了重大进展。
• 实现了在线检测自动化。国外先进企业依据不同的目
的采用不同的探伤设备。有的在同一条生产线上分别安装 有超声波探伤机、涡流探伤机或磁粉探伤机，对钢的缺陷 自动标志、修磨等。
轴承钢冶炼和连铸技术
我国轴承钢的发展
轴承剥离一般是由于混入异物而使润滑条件恶化及直接由 钢中夹杂物引起的，降低氧化物系夹杂物对轴承的长寿有 显著的效果。因此，轴承钢的高清洁度对提高轴承的寿命 至关重要。各轴承钢制造厂通过改善精炼方法，供给高清 洁度轴承钢，而且，这种需求正在扩大。
在熔炼方面，电炉向超高功率、大容量发展，采用组
合式精炼（电磁搅拌+吹氩搅拌），电耗较低，电极消耗 较少。
转炉流程轴承钢技术的开发使轴承钢的冶炼时间缩短、
生产效率提高，且钢中氮含量低，残余元素少，为轴承钢 进一步提高品质奠定了基础。
轴承钢冶炼和连铸技术
• 轴承钢连铸目前已经取得重大进展，广泛应用于轴承钢
的生产。连铸不仅提高了成材率，而且钢坯表面质量、夹 杂物分布、碳化物偏析都有明显改善。
• 多采用连续式保护气氛热处理，在提高球化退火质
内圈：与轴颈相配（一般转动）
外圈：与轴承座相配（一般静止）
滚动体：将滑动摩擦转化为滚动摩擦
保持架：防止滚动体直接接触
2
2
4 3
1
轴承钢冶炼和连铸技术
4 13
常见的滚动体有六种形状，一种是球形，四种是滚子。
轴承钢冶炼和连铸技术
由于轴承的工作条件十分复杂，承受着各类高的交变应力，在工作时， 滚动体与内、外套圈呈点接触，同时受到很大的冲击负荷和振动， 并还受到水分、杂质及润滑抽的侵蚀，故对轴承钢的要求愈来愈严格， 成为检验项目最多、质量要求最严、生产难度最大的钢种之一。
与国外相比，国内钢材的表面普遍存在折叠、细裂纹、 凹坑等缺陷，公差尺寸范围较大，交货不能两头齐尺，经
常有短尺搭交，轴承钢棒材的弯曲度按目前标准为 4mm/m，而国外标准通常要求2mm/m。国外轴承钢棒材 的端部无毛刺，并45º机器倒角，国内钢材的两端粗糙， 不利于轴承企业的自动化加工。总之，轴承钢表面质量的 缺陷及外形上的偏差，最终将降低轴承加工企业的材料利 用率。
多数企业还是较落后的辊底炉、罩式炉等。检测方面，国 内多数企业不具备在线探伤，对钢材的内在、外表缺陷不 能及时发现、修磨。
轴承钢冶炼和连铸技术
轴承钢的性能要求：
(1) 具有高的接触疲劳强度和抗压强度； (2) 经热处理后必须具有高而均匀的硬度； (3) 具有高的弹性极限，防止在高载荷作用下轴承发生过量的塑