一种超强超硬高温不锈轴承齿轮钢及制备方法.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CN108118260A(43)申请公布日2018.06.05(21)申请号201711436340.9C22C38/04(2006.01)(22)申请日2017.12.26C22C33/04(2006.01)C22B9/18(2006.01)(71)申请人钢铁研究总院C22B9/04(2006.01)地址100081北京市海淀区学院南路76号C23C8/00(2006.01)(72)发明人杨卯生李建新王敏罗志强严晓红姚长贵李新宇耿思远(74)专利代理机构北京华谊知识产权代理有限公司11207代理人刘月娥(51)Int.Cl.C22C38/44(2006.01)C22C38/46(2006.01)C22C38/52(2006.01)C22C38/48(2006.01)C22C38/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种超强超硬高温不锈轴承齿轮钢及制备方法(57)摘要一种超强超硬高温不锈轴承齿轮钢，化学元素及其合金元素重量百分配比：C：0.09～0.18％，Mn：≤0.5％，Si：≤0.5％，Cr：11.0～14.0％，Ni：1.50～3.00％，Mo：4.00～6.00％、V：0.50～0.90％，Co：12.0～15.0％，W：0.30～2.00％，Nb：0.02～0.08％，其中Cr/Mo：2～3，V/Nb：25～35，Mo/W：6～12，Co/Mo：2～3，Cr+6Si+4Mo+1.5W+11V+5Nb≤52％，40C+2Mn+4Ni+30N+2Co≥42％，[S]+[P]+[O]+[N]+[H]≤0.0080％。其余为Fe及不可避免的杂质。其制备包括以下工艺过程：成分配比与控制→真空冶炼→钢锭热加工成材→钢材表面复合化学硬化处理→钢材热处理。优点在于，满足服役过程中承受高温及腐蚀环境作用轴承齿轮钢的要求，达到超高强度、超高硬度、高韧性、高温性能、耐腐蚀性能的良好配合。CN108118260ACN108118260A权利要求书1/1页1.一种超强超硬高温不锈轴承齿轮钢，其特征在于，化学成分重量百分配比为：C：0.09～0.18％，Mn：≤0.5％，Si：≤0.5％，Cr：11.0～14.0％，Ni：1.50～3.00％，Mo：4.00～6.00％、V：0.50～0.90％，Co：12.0～15.0％，W：0.30～2.00％，Nb：0.02～0.08％，，其余为Fe及不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的齿轮钢，其特征在于，包括以下合金元素配比关系：Cr/Mo：2～3，V/Nb：25～35，Mo/W：6～12，Co/Mo：2～3，Cr+6Si+4Mo+1.5W+11V+5Nb≤52％，40C+2Mn+4Ni+30N+2Co≥42％。3.一种权利要求1所述的齿轮钢的制备方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：(1)真空冶炼：选用高纯度原材料，采用真空感应和真空自耗重熔工艺相结合超纯净冶炼工艺；控制[S]+[P]+[O]+[N]+[H]≤0.0080％；砷锡钛铋铅杂质含量控制：As+Sn+Ti+Sb+Pb≤0.060％；(2)钢锭热加工成材：包括高温扩散工艺和锻造(轧制)工艺。其中高温扩散要求加热温度不低于1200℃，保温时间20小时～30小时；锻造或轧制工艺要求钢锭加热温度在1000℃～1150℃，锻后进行600℃～700℃退火，其中要求终锻温度900～950℃；晶粒度细于6级。(3)钢的表面硬化处理：采用渗碳和渗氮复合化学热处理工艺进行表面硬化处理，首先在940℃～980℃渗碳，碳势控制范围0.8～1.2％，渗碳厚度1.4mm～3.0mm；(4)钢的热处理：采用1000℃～1150℃油淬，随后进行低于-80℃～-90℃深冷处理工艺，并经过500℃～540℃回火处理。(5)钢的表面硬化处理：采用渗氮工艺进行表面硬化处理，500℃～540℃渗氮，渗氮厚度0.4mm～0.8mm。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，真空冶炼后钢锭中[S]+[P]+[O]+[N]+[H]≤0.0080％。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，钢锭镦拔次数2～4次，钢锭在锻造过程中变形比8～12。6.如权利要求3所述的超强超硬高温不锈轴承齿轮钢的制造方法，其特征在于，步骤(4)中，钢材在热处理过程中其回火和深冷次数2次～3次，抗拉强度不小于1900MPa，屈服强度不小于1500MPa，芯部硬度不低于50HRC，冲击功不小于70J，断裂韧性不小于90MPam1/2。7.如权利要求3所述的造方法，其特征在于，步骤(2)中，渗碳渗氮表面室温硬度不小于1000HV，500℃保温不少于100小时其表面室温硬度不小于60HRC。2