[發明專利]一種高淬透性高滲碳性稀土CrMnTi系齒輪鋼及其制備方法

在審

• 申請號: 202010980337.9
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112063928A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 王毅;劉成寶;許榮昌;何毅;韓杰;陳良;田超;李浩秋;孫宗輝;劉志剛;邵正偉;劉茂文
• 申請（專利權）人: 山東鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/20;C22C38/22;C22C38/28;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/50;C21D8/00;C22C33/06
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 于曉曉

1.一種高淬透性高滲碳性稀土CrMnTi系齒輪鋼，其特征在于，所述稀土CrMnTi系齒輪鋼的化學成分及其質量百分比為：

C：0.17％-0.23％，Si：0.18％-0.30％，Mn：0.80％-1.10％，Cr：1.00％-1.20％，S≤0.030％，P≤0.030％，Ti：0.04％-0.08％，Cu≤0.20％，Ni≤0.20％，Mo≤0.05％，O≤15×10^-6，H≤2×10^-6，N≤80×10^-6，RE：5×10^-6-150×10^-6，其余為鐵元素和不可避免的雜質元素。

2.如權利要求1所述的稀土CrMnTi系齒輪鋼，其特征在于，所述RE為La和Ce。

3.一種如權利要求1所述的稀土CrMnTi系齒輪鋼的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

(1)轉爐冶煉：嚴格控制終點C≥0.07％，P≤0.015％，出鋼溫度1600-1640℃，控制好終點出鋼下渣；

(2)LF精煉處理：對步驟(1)制備好的鋼包進行測溫、取樣，分批次加入調整好流動性的造渣材料，并逐步加入脫氧劑進行渣面擴散脫氧，精煉中后期根據渣的情況加入脫氧劑護好渣，精煉過程控制好精煉渣的堿度在3.0-6.0mmol/L范圍內，精煉過程中不斷吹入氬氣并充分攪拌，促進鋼渣反應令脫氧產物上浮，精煉過程逐步微調元素，將出站成分調整到接近目標成分，確保爐渣流動性良好和渣色變白，同時控制好氬氣壓，防止鋼水翻滾厲害，裸露鋼液面和產生卷渣，出LF爐扒渣，進VD爐；

(3)VD爐真空處理：在VD蓋包蓋前采用壓入法，將稀土原料加入鋼水中，之后在真空壓力67Pa的VD爐內進行真空脫氣處理，處理時間≥15min，將鋼中的溶解氧含量控制在2.5ppm以下，盡量加長高真空處理時間從而最大限度排除鋼中的氣；破真空投入覆蓋劑保溫，并進行軟吹氬處理，處理時間≥20min，盡可能使夾雜物上浮；

(4)連鑄：采用20-30℃的低過熱度，拉速在(0.25-0.35)±0.01m/min；全程保護澆鑄，中包使用雙層中間包覆蓋劑，下層使用低鈦堿性中包覆蓋劑，上層使用低碳覆蓋劑，保持黑渣面，結晶器加入低碳保護渣，采用結晶器電磁攪拌、二冷弱冷控制，確保鑄坯矯直溫度≥850℃，控制好連鑄坯的結構組織，生產出無表面缺陷的高品質連鑄坯；

(5)軋制：對緩冷處理后的鑄坯或紅送鋼坯進行加熱，控制加熱爐均熱溫度在1200-1240℃，加熱時間≥6.5h，開軋溫度1100-1200℃，終軋溫度≥850℃；

(6)鋼材緩冷：500℃入坑緩冷，緩冷時間24h，且保證200℃出緩冷坑，最后制得CrMnTi系齒輪鋼。

4.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，在電爐出鋼時，向鋼包中加入純鋁塊、高錳合金、高鉻合金、硅錳合金、進行鋼包合金化。

5.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，根據情況補喂鋁線0.5-1.0m/t鋼加強脫硫，禁止喂鈣線進行鋼中夾雜物處理。

6.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，在蓋包蓋抽真空前加入稀土原料進行稀土處理，保證稀土壓入鋼水深度≥300mm，保持時間≥30s。

7.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述稀土原料的加入量為0.03-0.3kg/t鋼。

8.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述稀土原料為輕稀土。

9.如權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述輕稀土的化學成分及其質量百分比為：La+Ce≥99.7％，O≤0.01％，其余為不可避免的雜質元素。