专利名称：一种CrMnTi系齿轮钢及其加工工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种齿轮钢及其加工方法，更具体地，是一种CrMnTi系齿轮钢及其
加工工艺。
背景技术：
齿轮钢是合结钢的一种，是汽车、铁路、船舶、工程机械中使用特殊合金钢中 要求较高的关键材料之一，是保证安全的核心部件的制造材料。近几年，齿轮钢正朝着 高性能、长寿命、齿轮运行平稳、低噪音、安全性、低成本、易加工、多品种等方向发展。CN101289731A公开了一种CrMnTi系窄淬透性带齿轮钢及其制造方法，通过对 冶炼窄成分控制，连铸恒拉速控制，再经控轧控冷轧制成齿轮钢圆钢，主要解决钢材成 分不均勻，组织致密、晶粒细小、末端淬透性带窄、纯净度高、表面质量好的问题。CN1664150公开了涉及一种含硫易切削齿轮钢及其钢管的制造方法，采用特定 的原料通过冶炼、模铸钢锭、开坯轧制成钢管，其轧后态组织为铁素体加珠光体。CN1554791公开了一种提高齿轮钢的淬透性与热加工性能的方法，其特征是在 电炉冶炼过程中控制钢水中的P含量，出钢时钢水中的P含量为动.017%，在钢包精炼炉 加入磷铁合金调整钢水中的P含量，使成品P含量控制在0.018% 0.026%之间。CN1851024公开了一种重载齿轮钢的制造方法，但由于其原料中采用了 Ni、Mo 等贵重金属元素，使其制造成本过高，不适于大量生产。CN101096742公开了一种高强度汽车用齿轮钢，不合V，其综合力学性能有待 改进，从而进一步延长其使用寿命。随着机械加工线的自动化，为了不断提高劳动生产率、适应高速程控机床的需 要，要求齿轮钢具有良好的易切削性能，因此，研究出高性能、低成本、易加工以及使 用寿命长的齿轮钢是本领域亟待解决的一个问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种CrMnTi系齿轮钢及其加工工艺，通过采用独特的配 方及加工工艺，制得淬透性稳定、力学性能好、易加工以及使用寿命长的齿轮钢，成本 低、工序简化、生产效率高。本发明是通过如下技术手段实现的一种CrMnTi系齿轮钢，其特征在于，按重量百分比含有以下组分0.16 % 0.23 % 的 C、0.20 % 0.37 % 的 Si、0.80 % 1.25 % 的 Mn、1.00 % 1.45 % 的 Cr、 0.015% 0.035% 的 S、0 0.035% 的 P、0.01 % 0.02 % 的 V、0.04 % 0.10 % 的 Ti、 0.015% 0.035%的 Al、0 0.25%的 Ni、0 0.20%的 Cu、0 0.04%的 Mo 以及余量 的Fe和杂质。本发明的CrMnTi系齿轮钢加工工艺，包括以下步骤
(1)初炼按权利要求1所述的配比备料，将原料送入初炼炉中于1640 16700C下进行冶炼，冶炼终点时调节C的含量为0.06 % 0.10 %，采用滑板挡渣出钢以实 现无渣出钢，出钢过程采用强脱氧与预脱氧相结合；(2)精炼将步骤⑴中产生的浇余送入钢包精炼炉(LF炉)内待精炼的钢水 中，进行再加热精炼，加脱氧剂，快速造白渣，控制钢渣碱度为2.5 3.5，含硫量为 0.02% 0.035%，精炼时间不少于36分钟；
(3)喂硅钙线向钢水中以2 5m/s的速度喂入硅钙线(Φ 13mm)，然后软吹 10分钟以上，离站时控制硫含量为0.015% 0.035% ；(4)连续浇注在15 30°C的低过热度环境下，采用恒温恒拉速、液面自动控 制、结晶器电磁搅拌等工艺，使用大包长水口(+氩封)、浸入式水口、中包覆盖剂(专 用覆盖剂+碳化稻壳)，结晶器保护渣等对钢水进行全保护浇注，得到合格的连铸坯；(5)轧制将连铸坯加热到1130 1210°C后对其进行轧制，其中，开轧温度为 1040 1100°C，终轧温度为850 950°C ；(6)后处理对于规格《60mm的坯件，采用棒材堆垛缓冷，缓冷速度为1.2 1.80C /min ；对于规格> 60mm的坯件，采用缓冷箱缓冷，缓冷速度为0.6 1.2°C/min， 得到成品。本发明采用特定的成分配方，在通用初炼炉上按普通炼钢工艺冶炼，钢水到LF 炉精炼师，在不加硫铁的情况下，通过将连铸大包浇余返回到LF炉中等待精炼的钢水 内，控制钢水的脱氧程度及钢渣的碱度，使钢中的硫含量为0.02% 0.035%之间，继而 进行喂线软吹和全保护浇注，得到的铸坯件的硫含量为0.015% 0.035%，经轧钢控冷 控轧轧制成棒材，最后缓冷检验合格后得到成品。与传统的齿轮钢及其加工工艺相比， 本发明所采用的原材料成分更合理，实现了低成本的同时又保证了成品的综合力学性 能，且易于加工；另外，本发明的加工工艺中采用了连铸大包浇余来对钢中的硫含量加 以控制，并通过轧钢控冷控轧、缓冷等措施，改善了钢材的加工性能，使得成品易于切 削；相对于传统工艺简化了工序，有效降低了冶炼生产成本，提高了加工效率。
具体实施例方式以下通过具体实施方式
进一步描述本发明，由技术常识可知，本发明也可通过 其它的不脱离本发明技术特征的方案来描述，因此所有在本发明范围内或等同本发明范 围内的改变均被本发明包含。实施例1 按照如下方法制备CrMnTi系齿轮钢(1)初炼按如下配比备料铁水(68 72t) +废钢(6 7t)，先加废钢后兑铁 水；将原料送入初炼炉中于1660°C下进行冶炼，冶炼终点时调节C的含量为0.06%，采 用滑板挡渣出钢以实现无渣出钢，出钢过程采用强脱氧与预脱氧相结合；(2)精炼将步骤(1)中产生的浇余分别送入编号为D1801544、D1801543、 D1801542、D1801541、D1801540的钢包精炼炉(LF炉)内待精炼的钢水中，进行再加热 精炼，力卩 150Kg 脱氧剂(AD 粉Al 18 23%，A1203 55 70%，MgO < 3%, Si02 < 8%, H20 < 0.5%, S < 0.05%, P < 0.05% ),快速造白渣，控制钢渣碱度为2.5，含硫量为0.026%，精炼时间为36分钟；(3)喂硅钙线向钢水中以4m/s的速度喂入硅钙线(Φ 13mm)，然后软吹15分 钟，离站时控制硫含量为0.022% ；(4)连续浇注在25°C的低过热度环境下，拉速1.25m/min、采用液面自动控 制、结晶器电磁搅拌等工艺，使用大包长水口(+氩封)、浸入式水口、中包覆盖剂(专 用覆盖剂+碳化稻壳)，结晶器保护渣等对钢水进行全保护浇注，得到合格连铸坯；(请 进一步补充完善对此步骤的描述)；(5)轧制将连铸坯加热到1180°C后对其进行轧制，其中，开轧温度为 1060°C,终轧温度为910°C;(6)后处理对于规格《60mm的坯件，采用棒材堆垛缓冷，缓冷速度为1.7°C / min；对于规格> 60mm的坯件，采用缓冷箱缓冷，缓冷速度为1.0°C/min，得到成品。对成品的成分进行检测，检测结果如表1所示表1
权利要求
1.一种CrMnTi系齿轮钢，其特征在于，按重量百分比含有以下组分0.16 % 0.23 % 的 C、0.20 % 0.37 % 的 Si、0.80 % 1.25 % 的 Mn、1.00 % 1.45 % 的 Cr、 0.015% 0.035% 的 S、0 0.035% 的 P、0.01 % 0.02 % 的 V、0.04 % 0.10 % 的 Ti、 0.015% 0.035%的 Al、0 0.25%的 Ni、0 0.20%的 Cu、0 0.04%的 Mo 以及余量 的Fe和杂质。
2.—种加工权利要求1所述的CrMnTi系齿轮钢的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤(1)初炼按权利要求1所述的配比备料，将原料送入初炼炉中于1640 1670°C下 进行冶炼，冶炼终点时调节C的含量为0.06% 0.10%，采用滑板挡渣出钢以实现无渣出 钢，出钢过程采用强脱氧与预脱氧相结合；(2)精炼将步骤(1)中产生的浇余送入钢包精炼炉(LF炉)内待精炼的钢水中，进 行再加热精炼，加脱氧剂，快速造白渣，控制钢渣碱度为2.5 3.5，含硫量为0.02% 0.035%,精炼时间不少于36分钟；(3)喂硅钙线向钢水中以2 5m/s的速度喂入硅钙线(Φ13mm)，然后软吹10分 钟以上，离站时控制硫含量为0.015% 0.035% ；(4)连续浇注在15 30°C的低过热度环境下，采用恒温恒拉速、液面自动控制、 结晶器电磁搅拌等工艺，使用大包长水口(+氩封)、浸入式水口、中包覆盖剂(专用覆 盖剂+碳化稻壳)，结晶器保护渣等对钢水进行全保护浇注，得到合格的连铸坯；(5)轧制将连铸坯加热到1130 1210°C后对其进行轧制，其中，开轧温度为 1040 1100°C，终轧温度为850 950°C ；(6)后处理对于规格动Omm的坯件，采用棒材堆垛缓冷，缓冷速度为1.2 1.8°C/ min；对于规格> 60mm的坯件，采用缓冷箱缓冷，缓冷速度为0.6 1.2°C/min，得到 成品。
全文摘要
本发明公开了一种CrMnTi系齿轮钢，按重量百分比由0.16％～0.23％的C、0.20％～0.37％的Si、0.80％～1.25％的Mn、1.00％～1.45％的Cr、0.015％～0.035％的S、0～0.035％的P、0.01％～0.02％的V、0.04％～0.10％的Ti、0.015％～0.035％的Al、0～0.25％的Ni、0～0.20％的Cu、0～0.04％的Mo以及余量的Fe和杂质组成，通过特殊的工艺加工而成。用本发明配方及加工工艺制造齿轮钢，具有成本低、工序简化、淬透性稳定、生产效率高、产品力学性能好、易加工以及使用寿命长的特点。
文档编号C22C33/04GK102011057SQ20101060658
公开日2011年4月13日 申请日期2010年12月27日 优先权日2010年12月27日
发明者周攀, 周胜刚, 姚忠, 张帆, 张淑红, 曹娜, 潘东胜 申请人:承德建龙特殊钢有限公司