一种齿轮钢及其生产方法.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CN106011648A(43)申请公布日2016.10.12(21)申请号201610587038.2C21D8/00(2006.01)(22)申请日2016.07.22(71)申请人武汉钢铁股份有限公司地址430083湖北省武汉市青山区厂前(72)发明人张贤忠陈庆丰任安超熊玉彰吴杰苏尚飞(74)专利代理机构武汉开元知识产权代理有限公司42104代理人王和平(51)Int.Cl.C22C38/04(2006.01)C22C38/02(2006.01)C22C38/60(2006.01)C22C38/18(2006.01)C22C38/12(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种齿轮钢及其生产方法(57)摘要本发明公开了一种齿轮钢及其生产方法，含有的化学成分及其重量百分比为：碳0.25～0.32％、硅0.25～0.30％、锰1.20～1.40％、磷≤0.030％、硫0.025～0.045％、铬1.05～1.25％、钒0.05～0.10％、氮0.009～0.0120％、氧≤0.0015％及余量为铁。通过控制钢坯加热、钢坯轧制、冷却的工艺参数，从而细化了齿轮钢晶粒，同时不影响齿轮钢的疲劳性能。CN106011648ACN106011648A权利要求书1/1页1.一种齿轮钢，其特征在于：含有的化学成分及其重量百分比为：碳0.25～0.32％、硅0.25～0.30％、锰1.20～1.40％、磷≤0.030％、硫0.025～0.045％、铬1.05～1.25％、钒0.05～0.10％、氮0.009～0.0120％、氧≤0.0015％及余量为铁及不可避免的杂质。2.一种如权利要求1所述的齿轮钢的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：1)钢坯加热钢坯在三段式加热炉内加热，三段的温度分别是：预热段温度700～745℃；加热段温度为1170～1220℃；均热段温度为1150～1200℃；加热时间为150～180min；钢坯阴阳面温差≤40℃；2)钢坯轧制加热后的钢坯经高压水除磷后依次进行粗轧、中轧、精轧得到钢材；粗轧开轧温度为1050～1115℃，精轧开轧温度为900～915℃；3)冷却精轧后的钢材进行冷却，冷却速度为50～80℃/min，冷却至500～600℃后进行缓冷工序，直至钢材冷却至室温得到齿轮钢。3.根据权利要求2所述的齿轮钢的生产方法，其特征在于：所述步骤3)中冷却采用风冷冷却；所述缓冷工序是将钢材吊入缓冷坑中进行缓慢冷却。2CN106011648A说明书1/4页一种齿轮钢及其生产方法技术领域[0001]本发明属于冶金制造技术领域，具体涉及一种齿轮钢及其生产方法。背景技术[0002]齿轮钢是重要的机械零部件，尤其应用在汽车上的齿轮钢，汽车上的齿轮在工作时，齿根受弯曲应力作用易产生疲劳断裂，受接触应力作用，易导致表面金属剥落，因此要求钢质必须具有良好的性能。影响齿轮钢性能的主要有淬透性、洁净度和晶粒度等指标。目前，通过精确控制化学成分的含量和化学成分的均匀性，提高淬透性，使钢件整个截面获得均匀一致的力学性能，减少变形和开裂；通过降低齿轮钢中的氧含量，提高齿轮钢的洁净度，能大幅提高齿轮的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度；通过向钢中添加Al或Ti元素，从而在钢中形成AlN或TiN微粒，并且通过加热和冷却工艺，这些AlN或TiN微粒在奥氏体晶界起钉扎作用阻止奥氏体晶粒长大，从而细化晶粒，细化晶粒有助于提高齿轮的强度、韧性。[0003]中国发明专利(授权公告号CN102703834B，授权公告日2014.03.12)公开了一种晶粒细化的齿轮钢及其生产工艺，加入Al元素，通过冶炼、连铸和轧制工序生产出细小晶粒的齿轮钢，减少齿轮热处理后的变形，提高脆断抗力和裂纹传播抗力，其晶粒度达到8级。中国发明专利(授权公告号CN102517521B，授权公告日2013.09.25)公开了一种MnCr渗碳齿轮钢及其制造方法，该发明通过合理的成分设计和生产工艺，加入Al元素，采用电炉-LF精炼-VD真空处理-连铸-轧制工艺生产出圆钢，其晶粒度达到7级。中国发明专利(申请公布号CN102605260A申请公布日2012.07.25)公开了一种低变形齿轮钢及其制造方法，加入Al元素，通过控制冶炼，钢坯加热和轧制手段改善齿轮钢棒材的晶粒度和带状组织，使齿轮钢的热处理变性稳定，变形量减小。控制了第二相粒子AlN的析出时机和析出数量，细化了晶粒，其晶粒度达到7.5级以上。授权公告号CN102703834B、授权公告号CN102517521B和申请公布号CN102605260A的三个发明通过加入Al元素来细化晶粒度，但Al元素易与钢中的氧元素反应，生成氧化物夹杂而不易全部排除，影响齿轮钢