大方坯连铸生产20CrMo齿轮钢的方法.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CN108772542A(43)申请公布日2018.11.09(21)申请号201810700018.0B22D11/22(2006.01)(22)申请日2018.06.29(71)申请人攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司地址617000四川省攀枝花市东区桃源街90号(72)发明人李红光陈天明陈亮冯远超(74)专利代理机构成都虹桥专利事务所(普通合伙)51124代理人成杰(51)Int.Cl.B22D11/115(2006.01)B22D11/12(2006.01)B22D11/124(2006.01)B22D11/18(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称大方坯连铸生产20CrMo齿轮钢的方法(57)摘要本发明涉及一种大方坯连铸生产20CrMo齿轮钢的方法，适用于360mm×450mm断面大方坯齿轮钢铸坯，属于大方坯齿轮钢生产技术领域。本发明在结晶器电磁搅拌的基础上，在二冷区与凝固末端之间增设了电磁搅拌装备，并且对两者的安装位置和工作参数作了合理设计，再结合控制浇注钢液过热度、浇注速度、冷却参数等，提升了大方坯20CrMo齿轮钢连铸坯的致密性及均质性，此外，通过对管式结晶器的圆角参数设计，优化铸坯角部冷却，改善了铸坯角部缺陷控制。通过对冷却水路的改进，以保证传热均匀性，使得结晶器出口处铸坯坯壳厚度均匀。本发明可确保大方坯20CrMo齿轮钢连铸坯综合质量高水平控制。CN108772542ACN108772542A权利要求书1/1页1.大方坯连铸生产20CrMo齿轮钢的方法，其特征在于：采用管式结晶器，结晶器的冷却水的工艺参数控制为水流量3157L/min～3340L/min，水压0.82MPa～0.87MPa；结晶器电磁搅拌为结晶器出口处的低位安装，结晶器电磁搅拌装备覆盖高度为350mm，下端与结晶器下口齐平；测定结晶器电磁搅拌实际磁场高斯强度，以实际搅拌磁场高斯强度为280±5Gs进行搅拌电流设置，搅拌电流频率2.4Hz；在二冷区与凝固末端之间安装有电磁搅拌装备，该电磁搅拌装备安装位置为凝固线性比为0.45～0.47的区域；实测搅拌磁场高斯强度，按实际磁场高斯强度为200±25Gs进行搅-1-1拌电流强度设置，搅拌电流频率为7.0Hz；二冷比水量按0.311L·kg钢～0.320L·kg钢进行设置；对于中包浇铸的第1炉次，浇注钢液过热度控制在27℃～43℃；对于中包浇铸的第2～N炉次，浇注钢液过热度控制在15℃～35℃；拉速控制在0.45m/min～0.55m/min。2.如权利要求1所述的大方坯连铸生产20CrMo齿轮钢的方法，其特征在于：管式结晶器的角部圆角尺寸为R20mm。3.如权利要求1所述的大方坯连铸生产20CrMo齿轮钢的方法，其特征在于：管式结晶器的冷却水路为二进二回，具有两个进水口和两个出水口。4.如权利要求1至3中任意一项所述的大方坯连铸生产20CrMo齿轮钢的方法，其特征在于：坯壳厚度尺寸控制在16mm～20mm。5.如权利要求1至3中任意一项所述的大方坯连铸生产20CrMo齿轮钢的方法，其特征在于：在二冷区与凝固末端之间的电磁搅拌装备安装位置为距离结晶器钢液面10.0m～11.0m区间。2CN108772542A说明书1/5页大方坯连铸生产20CrMo齿轮钢的方法技术领域[0001]本发明涉及一种大方坯连铸生产20CrMo齿轮钢的方法，适用于360mm×450mm断面大方坯齿轮钢铸坯，属于大方坯齿轮钢生产技术领域。背景技术[0002]齿轮是重要的动力传递机械构件，不同工况、不同部位的齿轮其受力情况不同，失效模式也会存在不同程度的差异，并且受齿轮材料、加工工艺、润滑情况、摩擦力以及齿轮几何参量和载荷模式等诸多因素的影响。其主要失效模式有：齿根断裂、齿面凹陷引起的齿面轮廓变形、疲劳剥落、磨损分为粘附磨损和磨粒磨损等。根据上述的主要的失效模式，对齿轮钢的性能要求为高的压溃抗力和抗点蚀剥落能力良好的耐冲击能力和耐弯冲能力。合适的淬透性和硬化层深度及心部硬度良好的工艺性能及切削加工性以及变形和尺寸稳定性。汽车齿轮具有动力传递和改变速度的作用，是齿轮的一大重要代表。齿轮制作用钢不但要有良好的强韧性、耐磨性,能很好地承受冲击、弯曲和接触应力，而且还要求变形小。在齿轮的制作过程中,除要求合理的设计和机加工外，还要进行渗碳淬火或调质等热处理,使其表面硬化耐磨，基体抗冲击。而齿轮加工坯料的质量则在很大程度上决定了齿轮生产的效率及质量控制。[0003]随着连铸生产技术的不断发展，铸坯质量控制技术水平不断提高。目前国内汽车齿轮坯料的生产主要以小方坯连铸生产为主，随着齿轮质量要求的不断提高，齿轮钢坯料致密性、均质性的要求也更高。相比于小方