[發明專利]Nb、V、Ti微合金化齒輪鋼及其制備方法、熱處理方法、滲碳處理方法和滲碳齒輪鋼

有效

• 申請號: 202110708190.2
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113388783B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 丁毅;胡乃悅;汪開忠;胡芳忠;張建;楊少朋;龔志翔;陳世杰;金國忠;姜婷
• 申請（專利權）人: 馬鞍山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/44;C22C38/48;C22C38/06;C22C38/50;C22C38/46;C22C33/06;C21D1/26;C21D8/00;C21D1/18;C23C8/22;C23F17/00
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 尹婷婷

本發明公開了一種Nb、V、Ti微合金化齒輪鋼及其制備方法、熱處理方法、滲碳處理方法和滲碳齒輪鋼，采用Nb、V、Ti微合金化，得到具有鐵素體+珠光體組織的Nb、V、Ti微合金化齒輪鋼；其采用了電弧爐冶煉?LF精煉?RH真空處理?連鑄?熱軋?緩冷的工藝進行生產；將熱軋緩冷之后的齒輪鋼熱處理后得到了抗拉強度≥1455MPa，屈服強度≥1320MPa，延伸率≥15％，斷面收縮率≥50％，沖擊功KV2≥95J的Nb、V、Ti微合金化齒輪鋼；將熱軋緩冷之后的齒輪鋼滲碳處理后得到了高接觸疲勞性能的Nb、V、Ti微合金化滲碳齒輪鋼，其在壓應力為4.0GPa條件下，其額定疲勞壽命L₁₀≥5×10⁷，中值疲勞壽命L₅₀≥8.2×10⁷。

技術領域

本發明屬于齒輪鋼技術領域，涉及一種Nb、V、Ti微合金化齒輪鋼及其制備方法、熱處理方法、滲碳處理方法和滲碳齒輪鋼，具體涉及一種Nb、V、Ti微合金化齒輪鋼及其制備方法、熱處理方法、滲碳處理方法和一種高接觸疲勞性能的Nb、V、Ti微合金化滲碳齒輪鋼。

背景技術

齒輪鋼是特鋼領域中用量較大，要求較高的關鍵材料，廣泛應用于機械、交通、能源等領域。齒輪鋼的性能要求不僅影響設備的壽命等技術經濟指標，同時影響著使用安全性等要求。齒輪工作環境復雜、惡劣，主要失效形式為嚙合面磨損，接觸疲勞引起的麻坑剝落、齒根彎曲疲勞而產生裂紋或折斷等。通常要求其材料具有良好的強韌性以及耐磨性，故可以通過材料的接觸疲勞來反映材料的性能。

中國專利CN 101319294 A公開了一種細晶滲碳齒輪鋼及其制造方法，該發明特別涉及一種細晶粒滲碳齒輪用鋼及其制造方法。該鋼的化學成分(重量％)為：C 0.15～0.25％，Si≤0.35％，Mn 0.60～0.90％，P≤0.015％，S≤0.010％，Cr 0.80～1.20％，Mo0.15～0.35％，Nb 0.02～0.08％，B 0.0005～0.0035％，Al 0.02～0.06％，Ti 0.01～0.04％，[N]≤0.015％，[O]≤0.0015％，其余為Fe及不可避免的雜質。同時要求Ti≥2[N]，B≥([N]－Ti/3.4)/1.4+0.001。并采用終軋溫度低于900℃的軋制生產工藝。本發明鋼與現有滲碳齒輪鋼20CrMoH相比，滲碳淬火后晶粒度大于10級，彎曲疲勞強度(σ-1)提高15％以上，接觸疲勞壽命(L10)提高30％以上。但其額定接觸疲勞也僅為2.0×10⁷左右，隨著高鐵、風電等產業對高性能齒輪鋼性能要求的逐漸提高，它已不能適應當今對高接觸疲勞性能材料的需求，因此需開發出性能更優的滲碳齒輪鋼。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種Nb、V、Ti微合金化齒輪鋼，通過對齒輪鋼的化學成分及含量進行控制，得到具有鐵素體+珠光體組織且性能優良的齒輪鋼。

本發明的目的之二在于提供一種Nb、V、Ti微合金化齒輪鋼的制備方法，通過控制各生產工藝參數得到具有鐵素體+珠光體組織且性能優良的齒輪鋼齒輪鋼。

本發明的目的之三在于提供一種Nb、V、Ti微合金化齒輪鋼的熱處理方法，經熱處理之后的Nb、V、Ti微合金化齒輪鋼的抗拉強度≥1455MPa，屈服強度≥1320MPa，延伸率≥15％，斷面收縮率≥50％，沖擊功KV2≥95J。

本發明的目的之四在于提供一種Nb、V、Ti微合金化齒輪鋼的滲碳處理方法，該處理方法可以使齒輪鋼獲得良好的疲勞性能。

本發明的目的之五在于提供一種高接觸疲勞性能的Nb、V、Ti微合金化滲碳齒輪鋼，其是通過將本發明提供的Nb、V、Ti微合金化齒輪鋼經本發明提供的制備方法制備之后再經滲碳處理方法處理后得到，其具有較高的接觸疲勞性能。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：