[發明專利]20CrMnMo鋼及其加工方法

在審

• 申請號: 201810060848.1
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN108165883A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 劉子強;陳亮;趙霖;王翠利
• 申請（專利權）人: 弗蘭德傳動系統有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/44;C22C38/48;C22C38/06;C22C38/42;C22C38/46;C22C38/50;C22C38/22;C22C38/26;C22C38/20;C22C38/24;C22C38/28
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 趙冬梅

本發明提供了一種20CrMnMo鋼，其化學成分重量百分比為：碳0.17～0.23％，硅0.17～0.37％，錳0.09～1.2％，磷≤0.03％，硫0.01～0.035％，鉻1.1～1.4％，鉬0.2～0.4％，鎳≤0.3％，鈮0.02～0.03％，銅≤0.25％，鋁0.02～0.05％，鈣≤0.002％，鈦≤0.01％，釩≤0.05％，余量為鐵和不可避免的其他雜質元素。此外，本發明還提供了上述20CrMnMo鋼的加工方法。

技術領域

本發明涉及一種齒輪用鋼，尤其涉及一種齒根彎曲疲勞強度達到400MPa的20CrMnMo鋼及其加工方法。

背景技術

20CrMnMo鋼是國內齒輪制造行業廣泛應用的滲碳淬火齒輪用鋼。但，如果冶煉水平和熔煉成分控制不夠精細或者原材料供貨質量在國家標準之上有較大的波動，就會使得最終產品的齒根彎曲疲勞強度數值不足，無法滿足制造高質量齒輪的要求，從而影響到整個齒輪箱的服役壽命。

因此，如何能制造出品質合格(例如齒根彎曲疲勞強度達到400MPa)的齒輪用鋼一直是業界期望實現的目標。

發明內容

本發明提出了一種齒根彎曲疲勞強度達到400MPa的20CrMnMo鋼及其加工方法。

根據本發明的一個方面，提供了一種齒根彎曲疲勞強度達到400MPa的20CrMnMo鋼，其化學成分重量百分比為：碳0.17～0.23％，硅0.17～0.37％，錳0.09～1.2％，磷≤0.03％，硫0.01～0.035％，鉻1.1～1.4％，鉬0.2～0.4％，鎳≤0.3％，鈮0.02～0.03％，銅≤0.25％，鋁0.02～0.05％，鈣≤0.002％，鈦≤0.01％，釩≤0.05％，余量為鐵和不可避免的其他雜質元素。

根據一個實施例，在上述的齒根彎曲疲勞強度達到400MPa的20CrMnMo鋼中，其化學成分還包含：氫≤4ppm％，氧≤20ppm％，以重量百分比計。

根據本發明的另一方面，提供了一種齒根彎曲疲勞強度達到400MPa的20CrMnMo鋼的加工方法，包括如下步驟：

1)按權利要求1或2所述的成分冶煉，鑄造，以及軋制或鍛造成實心棒材；

2)淬火，其中淬火溫度控制在840℃至860℃之間；

3)回火，其中回火溫度控制在190℃至210℃之間，且在達到所述回火溫度后保溫至少2小時。

根據一個實施例，在上述的加工方法中，在所述步驟1)的軋制過程中，用模鑄鋼錠或連鑄坯制造的軋材的軋制鍛造比大于或等于5.0。

根據一個實施例，在上述的加工方法中，在所述步驟1)的鍛造過程中，用連鑄坯制造的鍛件和環鍛件的鍛造比大于或等于4.0。

根據一個實施例，在上述的加工方法中，在所述步驟1)的鍛造過程中，用模鑄鋼錠制造的鍛件和環鍛件的鍛造比大于或等于3.0。

根據一個實施例，在上述的加工方法中，所述淬火是油淬。

在本發明的成分中：

碳，在鋼中以碳化物形式存在，和合金元素結合發揮析出強化和細化晶粒的作用。碳高，屈強比高；碳低，強度不足。本發明碳的范圍為0.17～0.23％。

硅，是為了對鋼進行脫氧而添加的元素，本發明硅的范圍為0.17～0.37％。

錳，是重要的強韌化元素，起固溶強化的作用，提高鋼的強度和韌性，但是Mn含量過多會使淬透性增大，從而導致可焊性和焊接熱影響區韌性惡化，所以規定Mn的范圍為0.09～1.2％。

鉻，是非常有效的強化元素，并且能夠提高鋼的抗氧化性和耐蝕性。本發明中鉻含量控制在1.1～1.4％。