GCr15SiMn轴承圈锻造及锻后热处理

　　轴承广泛应用于机械、矿山、冶金设备中，GCr15SiMn是高碳铬过共析滚动轴承钢的代表，其具有高硬度、高弹性极限、高接触疲劳强度，也具备一定的韧性和较好淬透性。同时轴承钢在冶炼过程中极易产生碳和铬的偏析，在钢锭中心部分碳化物以莱氏体共晶体存在，钢锭导热性能差，加热过程中易产生组织应力和热应力，产生裂纹和蜂窝状裂口，所以加热温度不宜过高以防止过热和脱碳。锻后冷却过程中极易产生网状碳化物。由于以上缺点，GCr15SiMn轴承钢在锻造过程中极易出现问题，给锻造带来很大难度，必须编制好合理锻造工艺，锻后及时热处理。
　　1.锻件规格
　　近期我单位接到一批GCr15SiMn轴承圈生产任务，化学成分符合GBT1222-2002，无损检测GB/T6402-2001Ⅱ级标准，锻件尺寸如图1所示。 　　2.工艺流程
　　热送VD钢锭→钢锭加热→去浇口、冒口、倒棱→镦粗、冲孔、扩孔→拔长→平整、扩孔成形→锻后水冷→球化退火→超声波无损检测、测硬度→交货。
　　3.锻造过程注意事项
　　GCr15SiMn轴承钢导热性能差，在加热过程中850℃时保温时间长一些，进行高温均匀化退火，保证钢锭内外温度均匀，防止开裂。始锻造温度控制在1220℃左右，但保温时间不宜过长，这样可使碳化物在高温区得以溶解，防止奥氏体晶粒过度长大。锻造过程中出现裂纹、重皮应及时用气刨清除，防止在锻后水冷中开裂。简单地说，就是既要烧透，又要防止脱碳和过热。Z后一火将始锻造温度降到1150℃左右，并保证有足够的锻造比和较大压下量，防止网状碳化物形成（见附表）。 　　4.锻后热处理
　　GCr15SiMn属于过共析钢，锻造过程中，由于终锻温度较高，锻后冷却速度过慢，特别是在900℃至650℃冷却过程中碳化物沿晶界析出形成网状碳化物，直接削弱了金属结合力，使锻件抗拉强度显著降低，冲击韧度下降，脆性增加，直接影响到轴承寿命，网状碳化物还增大轴承圈的成分不均匀性。在锻后冷却过程中，必须缩短锻件在该温度区间的冷却时间，尽量减少网状碳化物的形成。采取锻后间断式浸水方式，将锻件放入25℃左右的水中间断水冷，冷却至550~600℃时出水，再进行等温球化退火，工艺如图2所示，产品实物如图3所示。 　　5.结语
　　（1）锻造过程中应注意足够大的压下量，防止网状碳化物形成，控制好终锻温度，使奥氏体晶粒得到细化。
　　（2）锻后快速水冷，使锻件快速通过900℃冷却到650℃，防止网状碳化物析出，而后进行等温球化退火，获得合格的珠光体球化组织，为后续调质做准备。
　　（3）钢锭加热过程注意防止脱碳问题，同时还要进行高温扩散，改善钢锭偏析问题。
　　通过该方案锻出产品经UT探伤，晶粒度和网状碳化物都达到用户要求，已批量生产，为公司赢得了很好的经济效益。