风电用大规格渗碳轴承钢G20Cr2Ni4A制造工艺

摘要

本发明公开一种风电用大规格渗碳轴承钢G20Cr2Ni4A制造新工艺，采用如下技术方案：工艺路线：炼钢（电炉）→炉外精炼（LF→VD）→模铸（电级棒Φ700mm）→电渣重熔（保护气氛）→锻造（3500吨快锻机）→热处理→矫直→磨光；通过原始配料严格控制残余元素保证钢液纯净度、采用保护气氛电渣炉及高控电极Al含量达到电渣过程中不增氧；通过控制化学成分保证电极棒重熔后成分合格；采用高控电级Al工艺，控制成品Al含量及墩拔工艺、锻后风冷达到大棒材晶粒度要求；通过采用两段退火、控制炉冷速度达到去氢解决白点问题。本发明优点在于：实现了高纯净度、低氧含量，解决了晶粒粗大及白点质量问题。

主权项

一种风电用大规格渗碳轴承钢G20Cr2Ni4A制造工艺，所述工艺路线：电炉炼钢→LF炉外精炼+VD精炼→模铸电级棒Φ700mm→保护气氛电渣重熔→3500吨快锻机锻造→热处理→矫直→磨光，其特征在于：所述渗碳轴承钢G20Cr2Ni4A圆钢成品规格Φ400mm～Φ700mm；所述电炉炼钢工艺：①化学成分 风电轴承钢G20Cr2Ni4A化学成分及电极棒内控化学成分标准，见表1，表1表1（续）②电炉工艺总装炉量60t～65t，配料选用优质废钢、生铁，配入量≥40%；合金料选用低钛铬合金、金属锰和工业纯硅；出钢前向炉中喷入碳粉500kg，降低钢中氧含量；出钢渣料优质白灰CaO≥90％，500kg～600kg；一级萤石CaF₂≥90％，100kg～150kg；出钢采用偏心底出钢，留钢留渣，留钢量≥8t，严禁下氧化渣，保证自由空间≥800mm，出钢过程按1.0kg/t加铝; 出钢温度≥1650℃，出钢控制Ti≤0.0008%，出钢P≤0.012％； 所述炉外精炼工艺①LF炉工艺炉中按0.08%喂铝线，全程分析Ti含量，使用铝粒和碳粉进行扩散脱氧和保持气氛，用量为30kg～50kg，分2次～3次加入，保证白渣时间≥30min，全程采用低钛铬合金、金属锰和工业纯硅调整成分；全程中等强度氩气搅拌，加入合金料时大氩气搅拌；取完样后白渣下补加硅石150kg；出钢要求S≤0.008%，出钢温度：液相线温度+130℃～液相线温度+150℃；②VD工艺VD入罐前进行扒渣处理控制渣层厚度在60mm～80mm，炉中按0.07%调整Al含量；VD真空度≤67Pa，保持时间15min～20min，必须保持真空下大流量氩气搅拌；开盖后取样，根据成品样调Al，软吹时间在30min～50min；VD出钢按液相线温度+40℃～液相线温度+50℃出钢；所述模铸工艺锭模温度：30℃～80℃，低于此温度进行预热处理；采用牛皮纸袋吊渣即已烘烤的保护渣，吊渣高度100mm～150mm；在浇注前对锭模充氩气；当钢液上升至帽口线2/3 处时，加入发热剂；浇注过程中采用氩气保护浇注；所述电渣重熔工艺采用CaF₂：Al₂O₃=70%：30%渣系，渣量200kg，电渣熔速控制为12 kg/min～14kg/min，氩气流量设定为80L/min～100L/min；所述锻造工艺钢锭加热14h～18h，温度1140℃～1160℃，采用墩粗后直接拔长工艺，锻后风冷至≤600℃；所述热处理工艺风冷后红送加热炉，930℃±10℃保温10h～13h，空冷至300℃～500℃，再以≤80℃/h升温至680℃保温20h，炉冷至500℃出炉空冷。