[發(fā)明專(zhuān)利]一種低硅微合金化高溫滲碳齒輪鋼及其制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011377758.9
• 申請(qǐng)日: 2020-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112593036A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊世釗;俞杰;朱天浩;江宏亮;周湛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇聯(lián)峰能源裝備有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C21C5/28
• 分類(lèi)號(hào): C21C5/28;C21C7/072;C21C7/10;B22D11/18;C21D1/18;C23C8/22
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董成

本發(fā)明公開(kāi)了一種低硅微合金化高溫滲碳齒輪鋼及其制造方法，向轉(zhuǎn)爐中加入20%左右的廢鋼，然后兌入鐵水進(jìn)行冶煉，終點(diǎn)出鋼控制目標(biāo)：C≥0.08%，P≤0.015%，出鋼過(guò)程進(jìn)行滑板擋渣操作，減少下渣；出鋼開(kāi)始后約90秒時(shí)開(kāi)始合金化，加入順序?yàn)椋轰X鐵～碳粉～合金～石灰。該低硅微合金化高溫滲碳齒輪鋼及其制造方法，通過(guò)極大降低了夾雜物在水口內(nèi)側(cè)的富集，實(shí)現(xiàn)澆鑄過(guò)程塞棒曲線的穩(wěn)態(tài)控制，防止塞棒曲線突然波動(dòng)卷入大尺寸夾雜物，可以實(shí)現(xiàn)至少6爐連續(xù)澆鑄生產(chǎn)，同時(shí)顯著提高齒輪使用疲勞壽命，阻礙奧氏體晶粒的異常長(zhǎng)大，提高了齒輪鋼的奧氏體晶粒粗化溫度，從而達(dá)到了防止高滲碳溫度后齒輪鋼的奧氏體晶粒出現(xiàn)混晶和晶粒粗大的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及特殊鋼類(lèi)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種低硅微合金化高溫滲碳齒輪鋼及其制造方法。

背景技術(shù)

隨著環(huán)境污染和能源枯竭的日益加劇，環(huán)保、節(jié)能、高性能、高效率的高溫真空滲碳技術(shù)成為近年國(guó)際熱處理技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用的主要方向。目前國(guó)內(nèi)外常用的氣體滲碳溫度一般不高于930℃，而高溫真空滲碳由于其處理環(huán)境無(wú)氧，因此其滲碳溫度可高980℃甚至1000℃以上。根據(jù)滲碳 原理計(jì)算，滲碳溫度提高53℃左右，滲碳時(shí)間可以縮短50％左右。因此如果把滲碳溫度提高到980℃，可以使?jié)B碳時(shí)間縮短為原來(lái)的50％。高溫真空滲碳技術(shù)以其自身的優(yōu)勢(shì)逐漸成為替代氣體滲碳技術(shù)的必然選擇。

從二十世紀(jì)九十年代開(kāi)始，高溫真空滲碳技術(shù)在歐洲和日本開(kāi)始實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。然而，到目前為止，國(guó)內(nèi)只有少數(shù)幾家汽車(chē)零部件生產(chǎn)企業(yè)引 進(jìn)了高溫真空滲碳成套設(shè)備，并且由于缺乏配套的高溫真空滲碳用齒輪鋼種，致使該設(shè)備當(dāng)作普通滲碳設(shè)備使用，造成企業(yè)與社會(huì)資源浪費(fèi)。因此，高溫真空滲碳齒輪鋼的開(kāi)發(fā)研究迫在眉睫。

高溫真空滲碳齒輪鋼的主要技術(shù)難題是在提高滲碳溫度后齒輪鋼的奧氏體晶粒出現(xiàn)混晶和晶粒粗大現(xiàn)象，從而影響齒輪的強(qiáng)度和精度，使齒輪無(wú)法使用而報(bào)廢。為保證高溫真空滲碳齒輪的性能要求，一般要求奧氏體晶粒度為5.0-8.0級(jí)。為獲得所要求的晶粒度，人們通常采用的方法是控制Al、N含量，或者添加Nb、Ti、V等元素，形成Al、Nb、Ti、V的碳、氮化合物微粒釘扎鋼材的奧氏體晶界，阻礙奧氏體晶粒在加溫過(guò)程中異常長(zhǎng)大，從而提高齒輪鋼奧氏體晶粒粗化溫度，保證齒輪經(jīng)過(guò)高溫真空滲碳處理后其組織和性能符合齒輪的使用要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種低硅微合金化高溫滲碳齒輪鋼及其制造方法，解決了高滲碳溫度后齒輪鋼的奧氏體晶粒出現(xiàn)混晶和晶粒粗大的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種低硅微合金化高溫滲碳齒輪鋼及其制造方法，所述包括以下步驟：

第一步：轉(zhuǎn)爐冶煉

向轉(zhuǎn)爐中加入20%左右的廢鋼，然后兌入鐵水進(jìn)行冶煉，終點(diǎn)出鋼控制目標(biāo)：C≥0.08%，P≤0.015%，出鋼過(guò)程進(jìn)行滑板擋渣操作，減少下渣；出鋼開(kāi)始后約90秒時(shí)開(kāi)始合金化，加入順序?yàn)椋轰X鐵～碳粉～合金～石灰。

第二步：LF鋼包爐精煉

控制爐渣堿度為2.0～3.0，同時(shí)控制好Ar氣流量，防止鋼水翻滾厲害產(chǎn)生卷渣；采取渣面復(fù)合脫氧劑和碳化硅擴(kuò)散脫氧綜合脫氧，渣面復(fù)合脫氧劑用量≥150kg，冶煉中后期加入碳化硅≥80kg、少量硅鐵粉對(duì)爐渣維護(hù)。

第三步：RH真空脫氣

對(duì)鋼水真空處理5min之后加入鈦鐵固氮，真空度在0.266kPa以下保持≥18min,有利于減少大顆粒夾雜物；為了確保氮穩(wěn)定可控，真空處理采用全程吹氮?dú)庠龅婵仗幚斫Y(jié)束后補(bǔ)喂氮鉻線增氮；真空處理結(jié)束后，禁止進(jìn)行鈣處理，防止形成Ca、Al復(fù)合夾雜物堵塞水口；真空處理后，將鋼包吊到軟吹氬工位進(jìn)行軟吹氬操作，保持吹氬20min以上，以促進(jìn)夾雜物的上浮聚集去除，軟吹氬流量以不吹破渣面且渣面略微波動(dòng)為準(zhǔn)，嚴(yán)禁鋼水裸露。

第四步：連鑄