专利名称：高温自润滑合金钢及其冶炼方法、应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种合金钢的冶炼工艺及其应用技术领域。
背景技术：
现有轴承加工材料为无硫合金钢，否则与安装的设备之间易产生磨损、噪音大，使用寿命短，使用时不但需定期加油维护，而且，还且还要停机更换轴承，使生产成本加大，影响正常生产。同时，由于设置加油孔，还造成轴承的污染。
发明内容
本发明目的在于为生产一种可提高产品使用寿命长、免加油的高温自润滑合金钢。
本发明每100克质量合金钢中，各成份质量分别为C0.7～1.5克，Si0.5～1.5克，Mn0.2～1.0克，P≤0.04克，S1.0～2.5克，Cr0～3克，Mo1.0～3克，Nb0.2～0.8克，W0～3克，V0～1.5克，Ni0～1.5克，Mg0～0.8克，Ti0～1.5克，Al0～0.5克，其余为Fe。
本发明由于含有硫，形成二硫化钼、碳化钨和铌的化合物，可提高的产品的自润滑性和耐温性，最高温度可达600℃，其它成份的合理配置，提高了产品的强度、硬度、韧性和耐磨性，故，合金钢可应用于生产高温等环境恶劣的工况下作业的产品。
本发明的第二个目的是提供上述高温自润滑的一种实用的冶炼方法。
包括以下步骤熔料、去除浮渣、脱氧、出钢水、变质处理、浇钢定型、热处理。熔料时，分别将废钢、生铁、铬铁、钼铁、钨铁、钒铁、镍铁、硅铁、锰铁、钛铁、铌铁投入熔炉内，熔炉的炉胆为碱性炉胆；脱氧时，加入锰铁和硅铁；脱氧后先进行硫化，然后再去除浮渣，再进行二次脱氧，其中，所述硫化为向熔炉内加入烘烤的硫铁，边加边搅拌，熔炉内温度保持在1550℃±100℃；所述二次脱氧为向熔炉内加入稀土硅铁和硅钙，脱氧，除气；所述热处理的退火温度为至550℃±50℃，保温2±0.5小时后炉冷。
本发明方法易于操作，方便生产，产品性能稳定。
本发明还为合金钢提供一种用途，用于生产轴承。
将以上合金钢用于生产轴承，特别是外圈(或内圈)采用该含硫合金钢、内圈(或外圈)采用不含硫合金钢，形成的一对摩擦副，可使轴承具有自润滑的效果，达到免加油维护的目的，实现无噪声、无污染、无需加油维护。
具体实施例方式
一、购置材料、对材料进行含量分析分别购置以下十种材料，分别进行含量分析，测出各成份分别占各材料的质量百分比含量
二、称料分别称取3kg FeMn、2.2kg FeSi、7.2kg FeCr、5kg FeW、5kg FeMo、1.3kg FeV、1.4kg Ni、40kg FeS、1.2kg FeNb、110kg生铁、40kg废钢。
三、冶炼操作1、装料分别将称得的废钢、生铁、铬铁(FeCr)、钼铁(FeMo)、钨铁(FeW)、钒铁(FeV)、镍(Ni)、锰铁(FeMn)、硅铁(FeSi)、铌铁(FeNb)装入熔炉，熔炉的炉胆采用碱性炉胆。
2、通电，待以上合料熔清后，搅拌使成份均匀。
3、扒去浮渣。取样分析，调整成份。
4、脱氧先后再加入1kg锰铁(FeMn)、0.8kg硅铁(FeSi)，脱氧。
5、硫化脱氧后，加入经烘烤的硫铁(FeS)，边加边搅拌，使成份均匀，控制功率，使温度保持在1550℃±100℃。
6、扒渣。
7、向熔炉内先后加入稀土硅铁0.3kg和硅钙0.3kg，继续脱氧除气。
8、出钢水，温度控制在1560℃左右。
9、变质处理将稀土和复合脱氧剂放入钢包内，用钢水冲熔，同时搅拌，稍作镇静。
10、浇钢定型采用热模浇注，按低温、快浇、快冷的原则，开浇温度控制在1450℃左右。
11、热处理采取退火处理以降低内应力，便于切削加工。退火至550℃±50℃，保温2±0.5小时，炉冷。
四、产品性能标检测结果HRC＝35～45，δb＝500～600Mpa，ak3＝2.5～3.5kg·m/cm2(普通合金钢HRC＝18～20，δb＝230～300Mpa，ak3≈16kg·m/cm2)
五、产品中各含量C0.7～1.5％，Si0.5～1.5％，Mn0.2～1.0％，P≤0.04％，S1.0～2.5％，Cr0～3％，Mo1.0～3％，Nb0.2～0.8％，W0～3％，V0～1.5％，Ni0～1.5％，Mg0～0.8％，Ti0～1.5％，Al0～0.5％，其余为Fe。
六、应用在上述步骤10中，即浇钢定型时，直接将变质后的钢水浇注入轴承的热模内，即可形成轴承毛坯，再精加工，形成轴承的内圈或外圈。
将以上合金钢用于生产轴承，特别是外圈(或内圈)采用该含硫合金钢、内圈(或外圈)采用不含硫合金钢，形成的一对摩擦副，试用于高温的恶劣工况下。经试验，可使轴承具有自润滑的效果，达到免加油维护的目的，实现无噪声、无污染、无需加油维护，且使用寿命为普通轴承的两倍以上。
权利要求
1.高温自润滑合金钢，其特征在于每100克质量合金钢中，各成份质量分别为C0.7～1.5克，Si0.5～1.5克，Mn0.2～1.0克，P≤0.04克，S1.0～2.5克，Cr0～3克，Mo1.0～3克，Nb0.2～0.8克，W0～3克，V0～1.5克，Ni0～1.5克，Mg0～0.8克，Ti0～1.5克，Al0～0.5克，其余为Fe。
2.一种如权利要求1所述高温自润滑合金钢的冶炼方法，包括以下步骤熔料、去除浮渣、脱氧、出钢水、变质处理、浇钢定型、热处理，其特征在于熔料时，分别将废钢、生铁、铬铁、钼铁、钨铁、钒铁、镍铁、硅铁、锰铁、钛铁、铌铁投入熔炉内，熔炉的炉胆为碱性炉胆；脱氧时，加入锰铁和硅铁；脱氧后先进行硫化，然后再去除浮渣，再进行二次脱氧，其中，所述硫化为向熔炉内加入烘烤的硫铁，边加边搅拌，熔炉内温度保持在1550℃±100℃；所述二次脱氧为向熔炉内加入稀土硅铁和硅钙，脱氧，除气；所述热处理的退火温度为至550℃±50℃，保温2±0.5小时后炉冷。
3.如权利要求1所述高温自润滑合金钢的用途，其特征在于用于生产轴承。
全文摘要
高温自润滑合金钢及其冶炼方法、应用，涉及一种合金钢的制作工艺及其应用技术领域。将废钢、生铁、铬铁、钼铁、钨铁、钒铁、镍、锰铁、硅铁、铌铁装入熔炉，经熔料、去除浮渣、脱氧、出钢水、变质处理、浇钢定型、热处理，形成含有硫合金钢，可用于制作轴承的内圈，可提高的产品的耐温性，最高温度可达600℃，其它成份的合理配置，提高了产品的强度、硬度、韧性和耐磨性，故，产品可应用于高温等环境恶劣的工况下，实现无噪声、无污染、无需加油维护。
文档编号C22C33/04GK1920082SQ20061008623
公开日2007年2月28日 申请日期2006年8月23日 优先权日2006年8月23日
发明者顾江平, 严正松 申请人:扬州市邗江金正机械有限公司