[發明專利]一種低密度高強高耐蝕齒輪軸承鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 201910869969.5
• 申請日: 2019-09-16
• 公開（公告）號: CN110527911B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 鄭立靜;徐惠彬;張虎
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/48;C22C38/52;C22C38/54;C23C8/22;B21J5/00;C22C33/04
• 代理公司: 北京航智知識產權代理事務所(普通合伙) 11668
• 代理人: 黃川;史繼穎

1.一種低密度高強高耐蝕的齒輪軸承鋼，其特征在于，所述齒輪軸承鋼中的化學元素及其重量百分比為C：0.1～0.35，Cr：12～16，Al：0.01～10，Mo：3～5.5，V：0.1～1.5，Ni：1.5～4，Co：9～15，Nb：0.01～0.15，B：0.0001～0.002，Si≤0.3，Mn≤0.3，且組分中含有稀土元素Re，其余為Fe及不可避免的雜質，所述齒輪軸承鋼為帶有Al和稀土Re的鋼鑄錠經過滲碳后得到；

所述齒輪軸承鋼中的合金元素符合以下關系：

W(Al)≤35-0.8*W(Cr)-1.8*W(Si)-W(Mo)-0.2*W(Nb)-2.4*W(V)，且

0.035*W(Al)≤W(C)≤0.1*W(Al)，且

9-20*W(C)≤0.35*W(Mn)+W*(Ni)+2*W(Re)+0.6*W(Co)；

式中W(X)是指X元素在齒輪軸承鋼中的重量百分含量。

2.根據權利要求1所述的低密度高強高耐蝕的齒輪軸承鋼，其特征在于，稀土元素的含量為：0RE≤0.3。

3.根據權利要求2所述的低密度高強高耐蝕的齒輪軸承鋼，其特征在于，所述軸承鋼的化學元素及其重量百分比為：C：0.12～0.25，Cr：13～15，Al：1～5，Mo：4～5，V：0.5～1.0，Ni：1.8～3.5，Co：11～15，Nb：0.01～0.06，B：0.0001～0.002，Si≤0.3，Mn≤0.3，0RE≤0.3。

4.一種權利要求1～3任一項所述低密度高強高耐蝕的齒輪軸承鋼的制備方法，其特征在于，包括雙真空熔煉、均質化處理、鍛造、鍛后預備熱處理、滲碳和滲碳后熱處理工藝流程，具體為：

(1)鋼的冶煉：采用雙真空熔煉生產具有所述組分的鑄錠；

(2)均質化處理：在1100℃～1350℃溫度范圍內，保溫10～30h，進行高溫擴散均質化處理；

(3)鑄坯的鍛造：

鍛造溫度范圍為1000℃～1200℃，鍛造成尺寸為250mm×250mm截面的方坯坯料，鍛后空冷；要求晶粒度小于6級，錠子鐓拔次數2～5次，變形比不小于8級；鍛造后的材料在600℃～700℃進行1～3h的去應力退火，爐冷至400℃～500℃進行空冷；

(4)滲碳前預備熱處理

滲碳前對材料進行預備熱處理，消除鍛造粗晶組織，避免滲碳后粗晶組織的產生，為滲碳和最終的熱處理做好組織準備；

預備熱處理過程由正火和回火組成，其具體工藝為：

在1100℃～1200℃范圍內進行1～3h正火，空冷至室溫；最后在600℃～700℃溫度范圍內進行1～3h的回火，直接爐冷至室溫；

(5)滲碳：

在900℃～980℃溫度范圍內進行滲碳，擴散期碳勢0.8～1.2％，滲碳層厚度1.5mm～3mm；滲碳后隨爐冷卻到300℃空冷；隨后對滲碳后試樣進行去應力退火處理，得到表面滲碳的加鋁低密度退火態軸承鋼棒材；去應力退火工藝參數為500℃～600℃，1h～5h，空冷至室溫；

(6)滲碳后熱處理制度:在1000℃～1250℃范圍內保溫1～4h，油淬至室溫，在-80℃～～200℃范圍內進行0.5～5h深冷處理，之后在300℃～600℃回火0.5～3h；回火和深冷次數2～4次。