[發明專利]一種礦用磨機鑄鋼大齒輪材料及其制備工藝

有效

• 申請號: 202111055251.6
• 申請日: 2021-09-09
• 公開（公告）號: CN113774282B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 瞿鐵;田磊;徐恩獻;賈冠飛;梁敏;胡中華;石如星;王助龍;楊繼紅;魏加贊;劉宇飛;賈會平;翟錦輝;張少輝;高羅強
• 申請（專利權）人: 中信重工機械股份有限公司;洛陽中重鑄鍛有限責任公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/44;C22C38/48;C22C38/06;C22C38/42;C22C33/04;C21D1/18;C21D1/26;C21D1/30;C21C7/064;C21C7/068;C21C7/06;C21C7/10
• 代理公司: 鄭州知己知識產權代理有限公司 41132
• 代理人: 任海玲

本發明屬于齒輪鋼技術領域，具體涉及一種礦用磨機鑄鋼大齒輪材料及其制備工藝。所述的大齒輪材料化學成分及其重量百分比為：C：0.39～0.43％，Si：0.20～0.60％，Mn：0.75～1.00％，S≤0.01％，P≤0.015％，Cr：1.04～1.92％，Ni：1.53～2.45％，Mo：0.20～0.50％，Nb：0.010～0.030％，Al：0.020～0.05％，Cu≤0.15％，余量為Fe和不可避免的雜質元素。本發明各化學成分及其用量合理，所得礦用磨機鑄鋼大齒輪材料硬度大，強度高，具有較好的塑韌性，壽命長，可廣泛應用于低速重載礦用磨機鑄鋼大齒輪。

技術領域

本發明屬于齒輪鋼技術領域，具體涉及一種礦用磨機鑄鋼大齒輪材料及其制備工藝。

背景技術

磨機作為重要的礦山機械設備，其質量的優劣直接關系到設備的運行安全，國家歷來對礦山機械在安全、質量指標上要求極為嚴格，為滿足礦山機械節能環保的發展要求和工作效率的提高，磨機設備的規格越來越大，鑄鋼大齒輪是其驅動裝置的重要零件，其性能的優劣直接關乎設備的安全運行。越來越大的工作載荷對鑄鋼大齒輪提出了更高的要求，要求高硬度和高強度，同時具有一定的塑性。鑄鋼大齒輪的破壞形式以磨損消耗為主，包括大小齒輪齒面間相互接觸并運動的摩擦磨損、其它金屬或非金屬物料打擊齒面的磨料磨損、以及流動氣體或液體與齒面接觸導致的沖蝕磨損。因此，研究一種礦山機械用高硬度高強度鑄鋼具有重要的意義。

公開號為CN104745957A的中國發明專利申請公開了一種高頻熱處理材料及利用該材料的齒輪制造方法。為此，該發明的高頻熱處理材料變形量穩定，具有與滲碳熱處理同等的物理特性，其成分包括：碳C 0.50-0.55重量％、硅Si 0.30-0.50重量％、錳Mn 0.35-0.55重量％、銅Cu 0.30重量％以下、鎳Ni 0.25重量％以下、鉻Cr 0.25重量％以下、鉬Mo0.35-0.45重量％、硼B 0.002-0.004重量％、鋁Al 0.025-0.045重量％，其余成分為Fe。因此，該發明可以獲得在高頻熱處理過程中變形量穩定且具有與滲碳熱處理同等標準物理特性的中碳鋼材，將這種材料按照齒輪類部件的標準加工后再通過輪廓高頻熱處理就可以制造出表面強度和硬度很高的齒輪。但是，該專利是普通碳鋼通過高頻熱處理技術使得中碳鋼表面獲得一定強度和硬度，其心部強度及塑韌性較低，齒輪性能組織不均勻，塑韌性較差，齒輪抗摩擦磨損及抗沖擊載荷性能差。

公開號為CN101713050A中國發明專利申請公開了一種鋼材，特別是一種大功率機車牽引齒輪用鋼，包括如下組份及質量百分比：碳0.16％-0.21％、鉻1.50％-1.80％、鎳1.50％-1.70％、硅0.40％，錳0.50-0.90％，硫0.020、磷0.020、鉬0.25％-0.35％、鐵余量；其中氫含量為小于或等2ppm；氧含量為小于或等于20ppm。該發明的大功率機車牽引齒輪用鋼，與現有技術相比對其中的化學成分進行調整，提高了碳含量、鎳含量，在保證強度的同時，提高塑性，同時調整了硫、磷的含量，保證了加工性能，形成了一種強度高同時塑性好，易于加工的新材料，滿足大功率機車牽引齒輪用鋼的特殊需要。但是，該專利齒輪用鋼能夠滿足運行載荷平穩的機車牽引齒輪，對于工況復雜且運行過程中不斷受到非均勻性沖擊載荷的礦用磨機大齒輪，該鋼種強度、硬度及抗沖擊性明顯較低。

發明內容

為克服上述缺陷，本發明的目的在于提供一種礦用磨機鑄鋼大齒輪材料及其制備工藝。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種礦用磨機鑄鋼大齒輪材料，其化學成分及其重量百分比為：C：0.39～0.43％，Si：0.20～0.60％，Mn：0.75～1.00％，S≤0.01％，P≤0.015％，Cr：1.04～1.92％，Ni：1.53～2.45％，Mo：0.20～0.50％，Nb：0.010～0.030％，Al：0.020～0.05％，Cu≤0.15％，余量為Fe和不可避免的雜質元素。

優選地，所述的Cr：1.23～1.85％，Ni：1.53～2.27％，Mo：0.35～0.42％。