[發明專利]一種抗高溫滲碳晶粒長大的齒輪鋼及控制方法

有效

• 申請號: 202011639623.5
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112831723B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 何肖飛;王毛球;時捷;李曉源;徐樂;閆永明;孫挺;尉文超
• 申請（專利權）人: 鋼鐵研究總院
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/44;C22C38/48;C23C8/22;C21D1/18;C21D9/32
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

1.一種抗高溫滲碳晶粒長大的齒輪鋼，其特征在于：利用轉爐或電爐+爐外精煉+連鑄或模鑄的冶煉工藝生產得到如下成分的齒輪鋼連鑄坯或鑄錠：化學成分重量百分數如下：

C：0.15～0.16或0.19，Si：≤0.40％，Mn：0.51～0.90％，Cr：1.5～1.8％，Ni：1.4～1.7％，Mo：0.25～0.35％，Nb：0.02～0.09％，Al：0.01～0.04％，P：≤0.02％，S：≤0.03％，N：0.005～0.02％，其余為Fe及不可避免的雜質,并且需滿足Al：N的比值在1.95～4.50，以及Nb+Al≥0.045％；

所述抗高溫滲碳晶粒長大的齒輪鋼的控制方法，包括以下步驟：

利用轉爐或電爐+爐外精煉+連鑄或模鑄的冶煉工藝生產得到齒輪鋼連鑄坯或模鑄錠：

獲得的連鑄坯或模鑄錠加熱至1160～1280℃并保溫后進行軋制或鍛造，終軋/終鍛溫度≥900℃，獲得齒輪鋼棒材；

獲得的齒輪鋼棒材加熱至1160～1240℃并保溫后進行鍛造，終鍛溫度≥900℃，獲得鍛造齒輪毛坯；

將獲得鍛造齒輪毛坯加熱到950～1000℃保溫2～12h后空冷，當溫度冷卻到300～600℃時，再次加熱到650～750℃進行保溫處理，保溫時間不少于2h；

熱處理后的齒輪毛坯經加工后在1020～1050℃溫度區間進行滲碳處理，碳勢0.80～1.35％，滲碳過程分為強滲和擴散兩個階段，兩階段時間比例為2.5～4.5；擴散結束后降溫至860～940℃并保溫1.0～4.0h，同時保持碳勢在0.65～0.90％，隨后以20～4200℃/min的冷卻速度冷卻至550℃以下，根據工件需要進行高溫回火；

對冷卻至550℃以下的齒輪件或經高溫回火后的齒輪件進一步加熱升溫，升溫速度10～100℃/min，升溫至800～860℃保溫60～300min，隨后進行油淬或水淬冷卻至室溫。

2.一種權利要求1所述抗高溫滲碳晶粒長大的齒輪鋼的控制方法，其特征在于，利用轉爐或電爐+爐外精煉+連鑄或模鑄的冶煉工藝生產得到齒輪鋼連鑄坯或模鑄錠：

獲得的連鑄坯或模鑄錠加熱至1160～1280℃并保溫后進行軋制或鍛造，終軋/終鍛溫度≥900℃，獲得齒輪鋼棒材；

獲得的齒輪鋼棒材加熱至1160～1240℃并保溫后進行鍛造，終鍛溫度≥900℃，獲得鍛造齒輪毛坯；

將獲得鍛造齒輪毛坯加熱到950～1000℃保溫2～12h后空冷，當溫度冷卻到300～600℃時，再次加熱到650～750℃進行保溫處理，保溫時間不少于2h；

熱處理后的齒輪毛坯經加工后在1020～1050℃溫度區間進行滲碳處理，碳勢0.80～1.35％，滲碳過程分為強滲和擴散兩個階段，兩階段時間比例為2.5～4.5；擴散結束后降溫至860～940℃并保溫1.0～4.0h，同時保持碳勢在0.65～0.90％，隨后以20～4200℃/min的冷卻速度冷卻至550℃以下，根據工件需要進行高溫回火；

對冷卻至550℃以下的齒輪件或經高溫回火后的齒輪件進一步加熱升溫，升溫速度10～100℃/min，升溫至800～860℃保溫60～300min，隨后進行油淬或水淬冷卻至室溫。