一种轴承铸坯表面速冷-控制热辗组织改善方法

摘要

本发明涉及一种轴承铸坯表面速冷-控制热辗组织改善方法，包括如下内容：(1)铸造制坯：将精炼钢水倒入卧式离心机中离心铸管，待钢液凝固完成后在1200℃～1250℃时出模，根据轴承环尺寸依次确定辗扩比和热态管坯内外径，用钢管下料机对热态管坯按轴承环高度进行锯切下料，得到轴承铸坯；(2)铸坯表面强制速冷：对铸坯内外表面喷常温水雾进行表面强制冷却，使铸坯内外表面快速降温至800～850℃，而心部温度保持在950～1050℃；(3)控制热辗扩：将表面速冷铸坯立即进行热辗扩，根据辗扩比和轴承环尺寸合理控制辗扩进给速度。本发明可促进轴承铸坯心部粗大组织有效细化和整体组织均匀化，提高产品组织和性能一致性，并可减少工艺流程，降低能耗、提高效率。

主权项

一种轴承铸坯表面速冷‑控制热辗组织改善方法，其特征在于包括以下具体实现步骤：(1)铸造制坯：将精炼钢液倒入卧式离心机中离心铸管，待钢液凝固完成后在1200℃～1250℃出模，得到热态管坯；热态管坯的内径、外径尺寸为d₀、D₀，根据轴承环尺寸按下式确定：$D_0=\frac{(D-d)K^2+(D+d)}{2K},$$d_0=\frac{-(D-d)K^2+(D+d)}{2K}---\left(1\right)$其中，d、D分别为轴承环内、外直径；K为辗扩比，为轴承铸坯截面积与轴承环截面积之比；为使铸坯辗扩过程产生充分变形细化组织并且控制不均匀变形程度，辗扩比可按如下选取：K＝1.2+0.027H‑1.9×10^‑4H²       (2)其中，H＝(D‑d)/2，H为轴承环的壁厚；用钢管下料机对热态管坯按轴承环高度锯切下料，得到轴承铸坯；(2)轴承铸坯表面强制速冷：对轴承铸坯内外表面喷常温水雾进行表面强制冷却，使铸坯内外表面快速降温至800～850℃；(3)控制热辗扩：将表面速冷铸坯立即进行热辗扩，为使辗扩过程铸坯产生充分、均匀塑性变形，辗扩进给速度按下式确定：$v=k\frac{2n_d{R}_d{\left(\arctan \mu \right)}^2}{R_0{(\frac{1}{R_d}+\frac{1}{R_m})}^2}(\frac{1}{R_d}+\frac{1}{R_m}+\frac{1}{R_0}-\frac{1}{r_0})---\left(3\right)$其中，k为常数，取0.2～0.5；r₀＝d₀/2、R₀＝D₀/2，分别为轴承铸坯内半径、外半径；R_d和R_m分别为主动辊和芯辊的工作半径；n_d为主动辊转速；μ为摩擦系数。