[發明專利]窄淬透性齒輪鋼及其制造方法

在審

• 申請號: 202110124348.1
• 申請日: 2021-01-29
• 公開（公告）號: CN112962023A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 蘭俊;屈小波;王魯義;安金敏
• 申請（專利權）人: 江蘇永鋼集團有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/44;C22C38/06;C22C38/42;C21C7/06;C21C7/10;C21C7/00
• 代理公司: 南京智造力知識產權代理有限公司 32382
• 代理人: 陳佳佳

本發明公開了一種窄淬透性齒輪鋼及其制造方法，窄淬透性齒輪鋼包括以下按質量百分比計的化學成分：C：0.20％～0.22％，Si：0.23％～0.27％，Mn：0.80％～0.85％，P≤0.015％，S≤0.010％，Cr：0.50％～0.55％，Ni：0.47％～0.52％，Mo：0.22％～0.024％，Al：0.026％～0.036％，N：0.080％～0.0120％，O≤0.0020％，Cu≤0.10％，余量為Fe。根據本發明實施例的窄淬透性齒輪鋼，鋼中微量元素B含量小于3ppm，齒輪鋼的晶粒度得到了有效的控制，齒輪鋼淬透性的帶寬小于4HRC，具有非金屬夾雜物含量低，綜合機械性能高的優點。

技術領域

本發明涉及鋼鐵冶金技術領域，尤其是涉及一種窄淬透性齒輪鋼及其制造方法。

背景技術

齒輪鋼淬透性帶寬對于熱處理變形有重要影響。國外高品質齒輪鋼淬透性帶寬可以控制在4HRC以內，而國內先進水平能達到4～6HRC，與國外控制水平還存在一定差距。淬透性帶寬的控制主要取決于化學成分的精確控制及成分的均勻性。

目前生產流程主要為：電爐+LF精煉+VD(RH)+模鑄+軋制/鍛造。利用淬透性預測模型，通過計算機輔助預報和成分精確控制，建立完整生產線和工藝手段進行控制，雖然在一定程度上可減少成分偏析，收窄淬透性帶、提高綜合機械性能、提高提高組織均勻性、提高純凈度。然而，現有技術中的處理方式比較復雜，多個過程難以控制，而且非金屬夾雜物過多，難以對齒輪鋼的晶粒度進行控制，齒輪鋼淬透性帶寬難以控制在4HRC以內。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出了一種窄淬透性齒輪鋼。能夠解決現有技術中齒輪鋼淬透性帶寬過寬，機械強度差的問題。

本發明還提出了一種窄淬透性齒輪鋼的制造方法，解決了現有技術中無法制造淬透性帶寬小于4HRC的齒輪鋼和如何減少非金屬夾雜物的問題。

根據本發明第一方面實施例的窄淬透性齒輪鋼，包括以下按質量百分比計的化學成分：C：0.20％～0.22％，Si：0.23％～0.27％，Mn：0.80％～0.85％，P≤0.015％，S≤0.010％，Cr：0.50％～0.55％，Ni：0.47％～0.52％，Mo：0.22％～0.024％，Al：0.026％～0.036％，N：0.080％～0.0120％，O≤0.0020％，Cu≤0.10％，余量為Fe。

根據本發明實施例的窄淬透性齒輪鋼，非金屬夾雜物含量少，B含量小于3ppm，淬透性的帶寬小于4HRC，具有良好的機械性能。

根據本發明第二方面實施例的的窄淬透性齒輪鋼的制造方法，包括以下步驟：S1、將原料投入轉爐內，控制冶煉終點的鋼液溫度達到第一預設溫度，得到第一鋼液；S2、在所述第一鋼液的出鋼過程中依次加入鋁餅、增碳劑、鐵合金、促凈劑和石灰，并在惰性氣體環境下出鋼，以將所述第一鋼液出鋼至第一精煉爐中，得到頂渣；S3、在惰性氣體環境下，向所述第一精煉爐中加入脫氧材料對所述頂渣進行脫氧處理，得到白渣，并控制出鋼溫度達到第二預設溫度，得到第二鋼液和終渣，將所述第二鋼液和終渣出鋼至第二精煉爐；S4、在所述第二精煉爐中，對所述第二鋼液和終渣進行真空處理，底吹氬氣，得到第一處理液；S5、在惰性氣體環境下，向所述第一處理液加入微合金進行合金化處理，得到所述齒輪鋼；其中，所述脫氧材料包括鋁、電石和增碳劑，所述微合金為含氮合金。

根據本發明實施例的窄淬透性齒輪鋼的制造方法，齒輪鋼的原料通過轉爐冶煉(BOF)、預脫氧成渣處理、第一精煉工序(LF)、第二精煉工序(VD)和微合金化處理等工序的處理，有效降低了鋼中微量元素B、0的含量，有效控制了齒輪鋼的晶粒度，實現了對鋼中C、Cr和Mn等元素進行精準控制，保證了齒輪鋼的整體具有良好的機械性能，使齒輪鋼淬透性的帶寬小于4HRC。

根據本發明第二方面實施例的的窄淬透性齒輪鋼的制造方法，還可以具有如下附加的技術特征：