[發(fā)明專利]汽車變速器滲碳淬火齒軸用熱軋棒材制造新工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510872137.0
• 申請日: 2015-12-03
• 公開（公告）號: CN105568178A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬群;馮桂萍;李濤;李剛;劉金鑫;王志才;郭曉俊;顧文濤;巴俊波;賈翰;丁克陣;康恬;魏文濤
• 申請（專利權(quán)）人: 撫順特殊鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/54
• 分類號: C22C38/54;C22C38/50;C22C38/48;C22C38/46;C22C38/44;C21C5/52;C21C7/10;C21D8/00
• 代理公司: 大連格智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21238
• 代理人: 孫宇宏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料制造領(lǐng)域，涉及一種汽車6檔變速器用關(guān)鍵零件滲碳淬火齒 軸用鋼的制造方法，主要用于Φ30mm～Φ100mm滲碳齒軸類零件鋼QS4321S0 (20CrNiMoS6-4H)的生產(chǎn)。

背景技術(shù)

隨著我國汽車工業(yè)的高速發(fā)展，對汽車用鋼的純凈度、淬透性帶寬、帶狀等質(zhì)量水 平也提出了更高的要求。而決定汽車變速器質(zhì)量及穩(wěn)定性的關(guān)鍵在于齒軸類零件用鋼的質(zhì) 量，因此要求滲碳齒軸類零件鋼QS4321S0(20CrNiMoS6-4H)的質(zhì)量指標(biāo)很高，低氣體含 量：氫含量不大于2×10^-6，氧含量不大于20×10^-6;高純凈度：釩含量不大于0.02%，鈦含量 不大于0.02%,砷含量不大于0.05%,鈮含量不大于0.02%,硼含量不大于0.0008%，鈣含量 不大于0.0020%，夾雜物：B細(xì)不大于1.5級、B粗不大于1.0級；冶金質(zhì)量的均勻一致性：低倍： 中心疏松不大于2.0級、一般疏松不大于2.0級、錠型偏析不大于2.0級，滲碳晶粒度5級～8 級，帶狀在2.5級以下；窄淬透性（HRC）：J5mm:43～48、J9mm:40～47、J15mm:35～44。目前，國 內(nèi)、外使用Cr-Ni-Mo系齒輪鋼都存在成分和組織偏析問題，致使零件熱處理后變形大，零件 之間嚙合不良，噪音增加的同時(shí)，也嚴(yán)重影響零件的使用壽命；未見國內(nèi)、外文獻(xiàn)有相關(guān)研 究的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明公開一種汽車變速器滲碳淬火齒軸用熱軋棒材制造新工藝，解決6檔變速器 用鋼QS4321S0(20CrNiMoS6-4H)的的純凈度、晶粒度、淬透性及帶狀偏析問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：通過原始配料和優(yōu)化冶煉工藝，保證 鋼液純凈度；通過控制化學(xué)成分和錠型優(yōu)化、澆注工藝的控制保證鋼材淬透性合格；采用鋼 錠高溫?cái)U(kuò)散工藝保證鋼材帶狀合格；通過采用控制軋制及控制冷卻保證鋼材晶粒度在5～8 級。

1.工藝路線：煉鋼（電爐）→爐外精煉（LF→VD）→模鑄（錠型為2.1t）→初軋開 190方坯（850軋機(jī)）→連軋成材（24架連軋機(jī)）→冷卻/熱處理→矯直→探傷→修磨。

2.具體工藝制度：

⑴化學(xué)成分

汽車變速器齒軸鋼QS4321S0(20CrNiMoS6-4H)化學(xué)成分應(yīng)符合表1規(guī)定；

表120CrNiMoS6-4H化學(xué)成分

表1（續(xù)）

⑵煉鋼工藝

①電爐工藝

總裝爐量65t～68t，配料選用優(yōu)質(zhì)廢鋼、生鐵，優(yōu)質(zhì)生鐵配入量大于40%；電爐出鋼加渣 料采用優(yōu)質(zhì)白灰（氧化鈣不小于90％，生燒率不大于10%）700kg～900kg，出鋼前3min～ 5min降低用氧強(qiáng)度，增加噴碳粉用量，每爐約200kg～300kg；出鋼不允許下氧化渣；出鋼過 程按1.0kg/t加鋁;出鋼溫度不低于1630℃，出鋼磷不大于0.010％；

②LF爐精煉工藝

全程采用碳粉和鋁粒混合物擴(kuò)散脫氧，首批脫氧劑全部用鋁粒，加入量30kg～60kg（根 據(jù)渣況可適當(dāng)調(diào)整加入量）。渣白取樣，取完樣1后，采用鋁粒和碳粉混合物脫氧保持白渣； 依樣1全鋁結(jié)果（考慮爐中），按0.08%喂鋁，根據(jù)渣況可適當(dāng)調(diào)整喂鋁量，白渣保持時(shí)間不小 于30min；全程中等強(qiáng)度氬氣攪拌，加入合金料時(shí)大氬氣攪拌；出鋼溫度：1670℃～1690℃；

③VD工藝

VD入罐前進(jìn)行扒渣處理控制渣層厚度在40mm～80mm，考慮爐中按0.06％喂入鋁線(可 根據(jù)爐中進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整喂入量)；VD真空度不大于100Pa,保持時(shí)間10min～20min，必須保持 真空下大流量氬氣攪拌；開蓋后取樣，根據(jù)成品樣調(diào)硫、調(diào)鋁，喂后軟吹時(shí)間不小于15min； VD出鋼溫度1580℃～1600℃；

④澆注工藝

澆注2.1t錠型，錠模溫度：30℃～80℃，低于此溫度進(jìn)行預(yù)熱處理；澆注過程中采用氬 氣保護(hù)澆注；當(dāng)鋼液上升至帽口線2/3處時(shí)，加入發(fā)熱劑。

⑶軋制工藝

①初軋開坯工藝

鋼錠在加熱爐中以表溫1250℃±10℃保溫8h～10h，然后將表溫降溫至1230℃，錠溫為 1210℃±10℃保溫1h出爐.軋制成190方坯；軋后鋼坯入坑緩冷55h；

②連軋加熱工藝