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GCr15钢管生产工艺要点与理论分析 　　摘要：滚动轴承应用于国民经济的各个领域，是工农业不可缺少的零部件。轴承厂用无缝钢管生产滚动轴承的轴承套圈，我国是在20世纪50年后期开始，逐步的掌握了轴承套圈的生产工艺并投入生产。本文概要分析生产要点、关键参数及热处理工艺制度。 　　关键词：GCr15 滚动轴承 工艺要点 关键参数 热处理 　　1 概述 　　无缝钢管为原料生产轴承套圈是上世纪50年代后期，1953年鞍钢三大工程之一，鞍钢无缝厂-Φ140自动轧管机组（苏联援建）投产，当时在我国是先进、唯一的无缝钢管厂家。由于建国后大规模经济建设，钢管需求量极大，远远满足不了市场需求。作为当时急需的航空机构管、石油用管、枪炮军用及一般结构管都是这套Φ140机组来生产。由于轴承钢工艺要求特殊，热处理复杂，受设备所限，在1955年后，轴承钢管生产量较少，主要用于军工等要害部门。鉴于轴承钢管产量低、周期长、工艺复杂、热处理设备要求高等特点，至今鞍钢已经不再生产轴承钢管。1956年后，成都钢管厂建成Φ216、Φ318周期轧管机，包钢Φ400，到1958年全国建成40余套Φ76小型无缝机组，80年衡阳建成Φ108三辊穿轧机组，随后大冶（黄石）、天津Φ250等大型国有企业相继建成投产，为我国无缝钢管蓬勃发展打下基础。 　　2 GCr15钢的特点及冶炼要求 　　滚铬15钢（GCr15）至今为国内外公认的标准牌号轴承钢，为什么常用不衰呢？我们可从它的牌号和化学成份中得到答案，见下表1 　　从表1看出：它含碳量在1%左右，含Cr量在1.5%左右，含P.S量≤0.025（属于优质钢），所以GCr15钢准确说叫高碳低合金优质铬钢。 　　其特点： 　　①用高碳（1%）增加硬度和耐磨性；②用铬（1.5%）增加强度和耐腐蚀性；③加热时要防止脱碳：钢管内、外表面每边总脱碳层深度应符合高碳铬轴承钢标准（GB/18254- 　　2002）见表2。④非金属夹杂物和碳化物不均性等要求应符合GB/T18254-2002的规定。特别是P.S含量尽量少。因为P易造成冷脆，而S易造成热脆。 　　3 GCr15工艺要点与理论分析 　　目前，我国应用最多、最广的轴承钢管，仍旧是Φ114以下的中小轴承用管，多用穿-拔（冷拔）工艺完成，而大规格轴承管可用Φ170～Φ460Assel机组热轧生产工艺完成。 　　本文主要用穿-拔（冷拔）工艺生产GCr15的工艺要点加以阐述和理论分析。 　　3.1 加热工艺 　　①加热速度。GCr15属于高碳低合金铬钢，导热性差。因此，加热速度不易快，要缓慢加热，确保加热不均匀性。一般使用10～11min/cm速度最佳。②温度。GCr15为高碳（1.0%）属于过共析钢。在Fe-C平衡相图中固熔区较窄，为防高温（上限）脱碳和下限抗力大、塑性差等综合考虑，用下表加热工艺，见表3。 　　3.2 穿孔工艺 　　①确保穿后温度在1110～1140℃；穿后温度=出炉温度+（10～30℃）。②顶前压下量=4～7%；一般在5%左右为宜，所以顶前压下量太大易出现内折，顶前压下量易弓顶杆，顶头磨损快（阻力大）。③椭圆度系数。穿孔一般钢椭圆度系数控制在1.03～1.18，因为GCr15变形抗力大，椭圆度系数大易产生内折，椭圆度系数小易包顶头、弓顶杆，所以椭圆度系数控制在1.1左右为最好。④调整与操作要过硬。 　　3.3 冷拔（轧）工艺 　　3.3.1 工艺过程。原料――检查（修磨等）――锤头 　　――退火――矫直――打捆――酸洗――水洗――高压水冲洗――中和――磷化处理――皂化――拔管（冷轧）――中切（过长）――重锤头――退火――矫直――打捆重复――成品热处理（淬火、回火）――矫直―切定尺――检查（超声、涡流）――火花与光谱分析――入库。 　　①原料（热穿毛管） 　　管料外径与壁厚要比成品稍大些 　　例如：外径D料≥D成+（5～30）mm 　　壁厚S料≥S成+（0.5～1.5）mm 　　②冷拔（轧） 　　GCr15钢管分为普通与高精密两种钢管。前者用在一般轴承上，后者用在精密轴承上。 　　一般轴承管用穿-拔工艺即可。 　　精密轴承管用穿-轧（冷）工艺来生产。 　　3.3.2 冷拔（轧）工艺要点。①冷拔。由于GCr15系高碳低合金钢变形抗力高、塑性差，所以冷拔工艺最好采用短顶头拔制，尽量少用空拔。 　　a短顶头拔制 　　中式（圆柱形）顶头：因为管与顶头间摩擦大，所以变形量小，一般每道次延伸系数μ=1.4～1.6。 　　优点：减径量大，吃肉面在外部，所以外表面光洁，多用在头几道次上。 　　苏式（锥形）顶头：该顶头摩擦比中式还大，所以变形量更小μ=1.3～1.4。 　　优点：吃肉面在内，所以内表面光洁多用在中间和成品