鋼(gang)(gang)中夾雜物(wu)是(shi)(shi)影響軸承鋼(gang)(gang)接觸疲勞壽命的(de)主(zhu)要因素之一。控(kong)制鋼(gang)(gang)中的(de)夾雜物(wu)的(de)關鍵(jian)是(shi)(shi)控(kong)制鋼(gang)(gang)中氧(yang)含量及氧(yang)化物(wu)。降低鋼(gang)(gang)中氧(yang)化物(wu)夾雜的(de)主(zhu)要思路如下。
一、控制初煉爐出鋼終點的碳含量
當(dang)出鋼終(zhong)點碳含(han)量過(guo)低時(shi)，鋼中(zhong)的(de)溶解氧(yang)高，導致后(hou)(hou)續脫氧(yang)時(shi)消耗大量的(de)鋁，且夾雜物(wu)總量會增(zeng)多，給后(hou)(hou)期(qi)精(jing)煉(lian)帶(dai)來困難；另外，渣的(de)氧(yang)化性也(ye)會明顯增(zeng)加(jia)，后(hou)(hou)期(qi)精(jing)煉(lian)調整和控(kong)制(zhi)鋼渣的(de)成分困難。但過(guo)高的(de)出鋼終(zhong)點碳含(han)量會給初煉(lian)爐的(de)工藝控(kong)制(zhi)帶(dai)來壓(ya)力。電弧爐冶(ye)煉(lian)時(shi)，終(zhong)點碳含(han)量一(yi)般(ban)控(kong)制(zhi)在0.2%左右。
二、選擇合適的脫氧劑
在(zai)軸(zhou)承鋼(gang)(gang)(gang)生產(chan)過(guo)程中(zhong)，用鋁(lv)進行終(zhong)脫氧(yang)可使(shi)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)氧(yang)含(han)量(liang)(liang)(liang)降(jiang)(jiang)低(di)(di)和獲得(de)適量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)酸(suan)溶(rong)鋁(lv)。酸(suan)溶(rong)鋁(lv)含(han)量(liang)(liang)(liang)太高時，鋼(gang)(gang)(gang)液保護不好易導(dao)致二(er)次(ci)氧(yang)化(hua)，從而(er)增加脆性(xing)Al2O3夾(jia)(jia)雜的(de)(de)含(han)量(liang)(liang)(liang)；酸(suan)溶(rong)鋁(lv)含(han)量(liang)(liang)(liang)低(di)(di)時，因硅的(de)(de)二(er)次(ci)氧(yang)化(hua)及(ji)鋼(gang)(gang)(gang)液溫度降(jiang)(jiang)低(di)(di)導(dao)致溶(rong)解氧(yang)析(xi)出(chu)，會使(shi)富(fu)含(han)SiO2的(de)(de)粗(cu)大(da)硅酸(suan)鹽(yan)夾(jia)(jia)雜生成。據研(yan)究，鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)酸(suan)溶(rong)鋁(lv)含(han)量(liang)(liang)(liang)控制在(zai)0.02%~0.04%時可使(shi)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)晶粒細化(hua)，從而(er)獲得(de)較高的(de)(de)強韌(ren)性(xing)。
鋇(bei)(bei)是一種(zhong)較為理想的(de)(de)(de)脫(tuo)氧(yang)變(bian)(bian)(bian)質劑，鋇(bei)(bei)合金不僅脫(tuo)氧(yang)能力(li)強，而且(qie)(qie)能使鋼(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)殘余夾雜(za)(za)物(wu)得(de)到(dao)很好(hao)的(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)性(xing)。據(ju)研究，用硅-鋁-鋇(bei)(bei)合金對軸承鋼(gang)進行脫(tuo)氧(yang)后，鋼(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)全氧(yang)含(han)量迅(xun)速降到(dao)一穩定值，最終鋼(gang)中(zhong)(zhong)無含(han)鋇(bei)(bei)的(de)(de)(de)點球狀夾雜(za)(za)物(wu)，且(qie)(qie)鋼(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)殘余夾雜(za)(za)得(de)到(dao)了很好(hao)的(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)性(xing)，夾雜(za)(za)物(wu)細小彌散、分布均勻。
鎂(mei)對軸承(cheng)鋼中(zhong)Al2O3夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)變質具有顯著作用。據研(yan)究(jiu)，酸溶(rong)鋁為0.03%時，鋼中(zhong)存在2 10-4%的(de)(de)鎂(mei)即(ji)能將(jiang)Al2O3夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)變質成(cheng)MgO?Al2O3，鋼中(zhong)大(da)于(yu)10μm的(de)(de)Al2O3夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)轉變成(cheng)細(xi)小、球形的(de)(de)鎂(mei)鋁尖晶石(shi)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)，其中(zhong)小于(yu)5μm的(de)(de)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)占(zhan)99.46%，其余(yu)為5~10μm的(de)(de)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)。
三、優化精煉渣成分
研(yan)究(jiu)發現，精煉(lian)(lian)渣(zha)的(de)(de)(de)二元堿度(du)由(you)2.0增(zeng)加(jia)至4.5時，鋼(gang)液終點全氧含量(liang)由(you)20 10-6降(jiang)至11 10-6，夾雜物的(de)(de)(de)總數量(liang)和總面積都減小。高(gao)(gao)堿度(du)渣(zha)精煉(lian)(lian)的(de)(de)(de)鋼(gang)液中(zhong)典型的(de)(de)(de)夾雜物為Al2O3和鋁(lv)鎂尖晶石等脆性夾雜物，尺(chi)寸不大于5μm。適當提高(gao)(gao)Al2O3的(de)(de)(de)含量(liang)或添(tian)加(jia)CaF2、減少(shao)MgO的(de)(de)(de)含量(liang)，可以顯著提高(gao)(gao)精煉(lian)(lian)渣(zha)吸(xi)附夾雜物的(de)(de)(de)速度(du)和能力。
四、優化熔煉工藝
為了(le)獲得(de)高(gao)(gao)質量(liang)的(de)(de)鋼，加大兌入(ru)鐵(tie)液量(liang)和(he)選擇高(gao)(gao)質量(liang)的(de)(de)廢(fei)鋼進行熔煉(lian)(lian)(lian)是(shi)目前(qian)常用(yong)的(de)(de)方法(fa)。在(zai)鋼包冶金過程(cheng)中，精確(que)控制加入(ru)鋼中的(de)(de)鋁(lv)、硅或(huo)鈣含量(liang)來促進脫氧(yang)和(he)脫硫，全程(cheng)采(cai)(cai)用(yong)保(bao)護澆注，夾雜(za)物(wu)含量(liang)會大大降低(di)(di)。真空(kong)熔煉(lian)(lian)(lian)是(shi)降低(di)(di)夾雜(za)物(wu)含量(liang)的(de)(de)重要途徑，在(zai)較高(gao)(gao)的(de)(de)真空(kong)度(du)下(xia)，鋼中的(de)(de)氧(yang)含量(liang)可以(yi)降到10 10-6以(yi)下(xia)。電渣精煉(lian)(lian)(lian)可以(yi)獲得(de)好(hao)于真空(kong)熔煉(lian)(lian)(lian)的(de)(de)冶煉(lian)(lian)(lian)效果。采(cai)(cai)用(yong)電渣精煉(lian)(lian)(lian)不只(zhi)是(shi)簡單地(di)降低(di)(di)了(le)鋼中的(de)(de)氧(yang)含量(liang)、還降低(di)(di)了(le)鋼中夾雜(za)物(wu)的(de)(de)尺寸，使夾雜(za)物(wu)的(de)(de)分布更均勻、重熔后(hou)可為大夾雜(za)物(wu)上(shang)浮(fu)提供機會。
目(mu)前、國內外對重(zhong)要用途的(de)軸承鋼多采(cai)用真空感應(ying)加真空自耗冶煉、此工藝(yi)生產的(de)新型不銹(xiu)軸承鋼6Cr14Mo的(de)純凈度得到(dao)大幅提高、氧(yang)(yang)含量(liang)僅為5 10-4，且氧(yang)(yang)化物夾雜(za)數(shu)量(liang)較少，尺寸較細小，分布較均(jun)勻(yun)。