[發明專利]一種超純凈高溫細晶粒齒輪鋼、制造方法及其應用

有效

• 申請號: 202010128336.1
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111286671B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 曹紅福;黃鎮;白云;惠世杰;李國忠;許曉紅;吳小林;狄夢龍;盧明霞;孫鴻平;孟羽;廖書全;蘆莎;張麗娜;高亮;徐光琴;趙福來
• 申請（專利權）人: 江陰興澄特種鋼鐵有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/44;C22C38/54;C22C38/42;C22C38/06;C22C33/04;C21C7/06;C21C7/10;F16H55/06
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 趙海波

1.一種超純凈高溫細晶粒齒輪鋼，其特征在于：該齒輪鋼的化學成分重量百分比為C：0.15～0.21%，Si：≤0.12%，Mn：1.00～1.30%，Cr：1.00～1.30%， S：0.010-0.025%，P≤0.025%，Ni：0.70-1.00%，Mo：0.02～0.10%，B：0.0020-0.0040%，Cu≤0.20%，Al≤0.05%，Ca≤0.0005%，Ti≤0.003%， N：0.0080～0.016%，且N=（0.80～1.0）×（0.5%Al+0.7%B）式中元素符號代表元素的含量，余量為Fe及不可避免的雜質；

按DIN50602K法評級鋼基體中的氧化物特征值達到K1≤10，鋼基體中析出AlN、BN質點，所述AlN、BN質點的尺寸為0.02～0.20μm，該齒輪鋼滿足在960℃以上的高溫滲碳處理后晶粒度仍然在6級以上。

2.根據權利要求1所述的超純凈高溫細晶粒齒輪鋼，其特征在于：該齒輪鋼還包含Nb：0.01-0.06%。

3.一種制備權利要求1或2所述的超純凈高溫細晶粒齒輪鋼的方法，其特征在于：按照鋼水經電爐或轉爐初煉，再經爐外精煉及真空脫氣處理，鋼水澆注成連鑄坯，經加熱后再軋制成成品；

所述初煉：將原料和鐵水裝入電爐或轉爐中，通電并輔以吹氧助熔，初煉終點C的含量控制在0.05%以上,鋼水溫度在1650℃以上，擋渣出鋼，出鋼過程采用強脫氧并部分合金化；

所述精煉：將初煉鋼水包用行車吊至LF精煉爐，接通底吹氬裝置，送電加熱，過程中加入造渣劑及擴散脫氧劑，控制爐渣四元堿度B=1.15～1.35，為保證爐渣的流動性控制爐渣中MgO≤5.0%，同時保證鋼中的[S]在0.015%以上，最高也不要超過0.025%，可按照目標值的上限+0.005%進行多添加，精煉時間大于30分鐘，出鋼前將各合金元素全部調整至目標值；

所述真空脫氣：將完成精煉的鋼水包吊入VD罐內，接通Ar氣管，并蓋上真空蓋，抽真空，真空脫氣；破空后根據鋼水中[Al]、[B]含量按計算配比喂入氮線，VD脫氣出鋼后軟吹氬；

所述澆注：將鋼水包吊至連鑄大包回轉臺，控制中間包鋼水過熱度15-30℃，全程保護澆注，得到連鑄坯；

所述軋制：將連鑄坯重新加熱至1150-1280℃之后對其進行軋制，鑄坯經高壓水除鱗后軋制，開軋溫度1050-1180℃，終軋溫度≥850℃，將方坯軋成圓鋼，軋后及時收集并緩冷。

4.根據權利要求3所述的超純凈高溫細晶粒齒輪鋼的制備方法，其特征在于：初煉終點采用EBT滑板機構擋渣出爐。

5.根據權利要求3所述的超純凈高溫細晶粒齒輪鋼的制備方法，其特征在于：所述真空脫氣的持續時間不少于10分鐘。

6.根據權利要求3所述的超純凈高溫細晶粒齒輪鋼的制備方法，其特征在于：所述澆注時采用恒拉速澆注、結晶器液面自動控制、結晶器電磁攪拌、末端電磁攪拌工藝措施。

7.根據權利要求3所述的超純凈高溫細晶粒齒輪鋼的制備方法，其特征在于：所述精煉時，LF爐送電10分鐘后補加石灰，并用喂Al線的方法加強鋼液強制脫氧，精煉渣面加入SiC粉及鋁粉進行擴散脫氧。

8.一種根據權利要求1或2所述的超純凈高溫細晶粒齒輪鋼的應用，其特征在于：該齒輪鋼作為電動汽車減速機的齒輪加工材料。