一种传动轴用非调质钢及其锻件的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113957321A(43)申请公布日2022.01.21(21)申请号202111197043.XC22C38/46(2006.01)(22)申请日2021.10.14C22C38/60(2006.01)B21J5/00(2006.01)(71)申请人中天钢铁集团有限公司地址213000江苏省常州市中吴大道1号申请人常州中天特钢有限公司(72)发明人邓向阳沈艳谢有李仕超(74)专利代理机构常州市英诺创信专利代理事务所(普通合伙)32258代理人王志慧(51)Int.Cl.C22C33/04(2006.01)C22C38/02(2006.01)C22C38/04(2006.01)C22C38/42(2006.01)C22C38/44(2006.01)权利要求书2页说明书6页(54)发明名称一种传动轴用非调质钢及其锻件的制备方法(57)摘要本发明属于冶金领域，具体涉及一种传动轴用非调质钢及其锻件的制备方法，非调质钢的组成元素包括：C、Si、Mn、Cr、V、Al、P、S、Mo、Cu、Ni、Nb，N。制备过程包括电炉冶炼、LF炉精炼、VD真空处理、连铸、轧制、锻造、锻后冷却。通过成分的合理设计，添加V、N、Nb等微量元素来细化材料晶粒度，冶炼、轧制及锻造过程通过工艺参数的合理优化，减少了材料的偏析，获得了均匀的材料组织，并最终稳定地提高了材料的综合力学性能。CN113957321ACN113957321A权利要求书1/2页1.一种传动轴用非调质钢的制备方法，其特征在于：所述制备方法的工艺包括冶炼、连铸和轧制工序，具体步骤如下：(1)电炉冶炼100吨电炉冶炼，为保证出钢量稳定，严格控制每炉入炉钢铁料重量：88±2.0吨铁水及20±1.5吨自产废钢；控制电炉终点放钢：C≥0.10％、P≤0.015％，留钢流渣操作，偏心底出钢，同时稳定控制出钢量100±1.0吨，杜绝出钢过程下渣，出钢过程不使用含铝材料，加入碳化硅进行钢水前期脱氧，同时加入石灰和护炉剂进行造渣；(2)LF炉精炼①造渣脱氧：为提高S元素收得率，LF精炼造低碱度渣，LF精炼过程使用碳粉、碳化硅进行钢水的扩散脱氧及炉渣的维护工作，精炼过程不使用含铝脱氧材料进行脱氧；控制LF终渣二元碱度1.8～2.5；②元素调整：精炼过程元素调整确保成分稳定，确保主要元素成分波动范围：C±0.01％，Mn、Cr±0.02％，Si±0.03％，精炼过程加硫铁来对S含量进行调整，并控制出LF硫含量，精炼出钢前喂入铝线进行铝含量调整，并控制出LF铝含量；(3)VD真空处理要求极限真空度保持时间10～15分钟，VD工序不得进行元素成分的调整，VD结束后钢水软吹15～35分钟；(4)连铸控制连浇炉数5～8炉，控制连铸拉速0.80±0.02m/min；控制钢水过热度，开浇炉≤30℃、连浇炉≤28℃；连铸二冷采用弱冷，控制比水0.25L/Kg，采用首末端电磁搅拌，并加强电磁搅拌强度，进行留钢操作，要求铸坯进缓冷坑温度≥450℃，缓冷36小时后出坑；连铸结晶器电磁搅拌电流300±5A，频率2±0.2Hz；末端电磁搅拌电流350±5A，频率6±0.2Hz，大包浇注留钢量3±1吨/炉；(5)轧制轧制过程采用高温扩散加热工艺，且确保高温加热时间，轧后得到Φ80mm的圆钢，并采用避风堆冷的冷却方式；控制均热段加热温度1190～1230℃，均热段加热时间不得少于120min。2.如权利要求1所述的传动轴用非调质钢的制备方法，其特征在于，步骤(1)电炉出钢过程加入碳化硅200千克/炉进行钢水前期脱氧，造渣材料使用石灰600千克/炉+护炉剂200千克/炉。3.如权利要求1所述的传动轴用非调质钢的制备方法，其特征在于，步骤(2)LF精炼过程使用碳粉50～80千克、碳化硅100～150千克进行钢水的扩散脱氧及炉渣的维护工作。4.如权利要求1所述的传动轴用非调质钢的制备方法，其特征在于，步骤(2)控制LF炉的终点硫含量0.050～0.060％，控制出LF铝含量0.040～0.055％。5.一种如权利要求1‑4任一项所述方法制备的传动轴用非调质钢，其特征在于，所述非调质钢按重量百分比其元素组成为：C0.39～0.46％、Si0.20～0.45％、Mn1.20～1.60％、Cr≤0.25％、V0.060～0.120％、P≤0.030％、S0.030～0.070％、Ni≤0.25％、Mo≤0.25％、Cu≤0.20％，余量是Fe和不可避免的杂质。6.如权利要求1所述方法制备的传动轴用非调质钢制造锻件的方法，其特征在于，所述2CN113957321A权利要求书2/2页方法包括锻造、冷却，步骤如下：(1)Φ80mm规格圆钢下料后采用感应高温加热的方式，然后锻造成传