CN101306435A - 一种齿轮钢的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生产齿轮钢的生产方法,钢的组分(重量百分比)为:碳0.10~0.35%、硅0.15~0.45%、锰0.60~1.50%、磷≤0.03%、硫≤0.045%、铬0.80~1.50%、钛0.03~0.12%、铝0.01~0.10%、镍0~0.30%、钼0~0.20%、铜0~0.20%、氮0.004~0.015%、铁余量,其特征在于:该方法的工艺流程包括,转炉初炼→钢包精炼炉精炼或真空脱气炉精炼→连铸→连轧。该方法用转炉替代电炉生产齿轮钢,生产周期短、能耗低、环境污染小,并能满足大批量、高质量齿轮钢用户的需求。
Description
所属领域
本发明涉及一种齿轮钢的生产方法,适用于CrMnTiH系列齿轮钢的生产方法。
背景技术
齿轮是汽车及机械制造业的重要传动部件。齿轮钢是制造汽车、机械传动***齿轮、杆类和轴类零部件的关键材料,质量要求极其严格。要求钢材有足够的心部淬透性和良好渗层淬透性,良好的成型性,齿轮钢在汽车整车总用钢量中约占4.46%。
汽车工业作为我国的支柱产业,经过五十年的创建、成长和全面发展,建立了轿车、载货车、客车、专用车和零部件生产一整套比较完整的制造体系,2006年我国汽车产量达到600万辆,预计2007年将达到700万辆。伴随汽车工业的高速发展,齿轮钢的需求量迅速增加,2006年产量达到150万吨,过去齿轮钢采用以下工艺生产;①电炉冶炼→真空脱气钢包精炼炉精炼→或经真空电弧加热精炼装置精炼或真空提升循环脱气装置精炼→模铸成型→初轧开坯→或锻造成材→横列式轧机或半连轧机轧制成材→精整→成品出厂,②电炉冶炼→钢包精炼炉精炼或真空脱气炉精炼→方坯连铸→轧机轧制成材→精整→成品出厂,上述工艺存在以下问题;①、电炉生产以废钢为主要原料,钢水成分中有害元素难于去除,②、单炉钢水量少致使批量生产钢材成分不稳定,③、耗电量大,④、燥声、环境污染严重,⑤、生产成本高,难于满足当前大批量的齿轮钢用户的需求。
发明内容
本发明的目的就是克服现有技术中的缺陷,提供一种利用转炉取代电炉冶炼齿轮钢的方法。
本发明涉及一种生产齿轮钢的生产方法,钢的组分(重量百分比)为:碳0.10~0.35%、硅0.15~0.45%、锰0.60~1.50%、磷≤0.03%、硫≤0.045%、铬0.80~1.50%、钛0.03~0.12%、铝0.01~0.10%、镍0~0.30%、钼0~0.20%、铜0~0.20%、氮0.004~0.015%、铁余量,其特征在于:该方法的工艺流程包括,转炉初炼→钢包精炼炉精炼或真空脱气炉精炼→连铸→连轧成材。
转炉初炼以铁水为主要原料,采用氧气顶吹、底吹氩气复合吹炼,控制温度1670℃~1700℃,控制C:0.05~0.10%、有害元素P≤0.025%,S≤0.040%,N≤0.040%,转炉下渣量每吨钢水≤10公斤。
钢水精炼全程底吹氩,成分实现控制目标范围:C±0.015%,Si±0.04%,Mn±0.04%,Cr±0.04%。
钢水经过真空脱气炉处理,控制炉渣碱度CaO/SiO2为2.0~7.0。
连铸采用全程保护浇铸、中间包浸入式水口、自动下渣检测、结晶器液面和二冷配水自动控制技术生产连铸坯。
连续轧制的开轧温度为1000℃-1150℃,终轧温度800℃-950℃。
本发明的有益效果是:①转炉生产以铁水为主要原料,有害元素含量低钢水纯净,②单炉钢水量大、批量钢水成分稳定,③较电炉耗电量小,生产周期短,成材率高④生产成本比电炉低,可满足大批量、高质量齿轮钢用户的需求。
采用上述方法生产的钢种经过淬火+回火热处理后,抗拉强度;Rm≥1250MPa,屈服强度;Rel≥1000MPa、断后延伸;A≥10%、断面收缩;Z≥45MPa、冲击吸收功;Aku≥55J,疲劳寿命≥107次。经870℃~950℃正火+860℃~900℃淬火后,离开淬火顶端距离处硬度J5(mm)34~49HRC,J9(mm)28~45HRC,J15(mm)20~37HRC。可用于制造各种高强度高韧性汽车及机械耐磨传动零件及部件。
具体实施方式
目前汽车生产愈来愈趋于轻量化和安全性,对钢材的质量要求愈来愈高,主要表现在钢材的末端淬透性带窄、离散度小、纯净度高、晶粒细小均匀、加工性能好、表面质量优良等指标。为了达到不同汽车生产厂的质量要求,实现批量稳定化、高质量、低成本、高效益齿轮钢的生产,采用转炉初炼→精炼→连铸→连轧的生产工艺流程是最佳选择。
下面通过实施例详细介绍本发明的技术方案:
实施例一:
1、转炉中加入L08铁水90%,废钢10%,进行氧气顶吹→底吹氩气复合吹炼冶炼,冶炼后期加入锰铁70~90%Mn 7±0.5公斤/吨钢、铬铁55~80%Cr+2.0%C 18±0.5公斤/吨钢、硅锰合金55~75%Mn+15~25%Si 5±0.5公斤/吨钢,复合脱氧合金SiAlBa 50~70%Si、(Ca+Ba)≥35%1.5±0.5公斤/吨钢,终点C 0.06±0.01%,钢水温度1670℃~1700℃采用挡渣出钢进入精炼程序。
2、钢水经过钢包精炼炉精炼或真空脱气炉精炼,精炼时间>30分钟,全程吹氩搅拌,精炼炉渣碱度(CaO/SiO2)3.0~6.0;加入钛铁20~40%Ti 3.5公斤/吨钢,钢水成分为:碳0.15~0.20%、硅0.15~0.40%、锰0.70~1.20%、磷≤0.020%、硫≤0.035%、铬0.90~1.40%、钛0.03~0.12%、铝0.01~0.06%、镍0~0.04%、钼0~0.04%、铜0~0.03%、氮0.004~0.010%、铁余量,精炼温度1560℃~1600℃,进入连铸程序
3、钢水在1510℃~1550℃进行连铸,采用全程保护浇铸,自动下渣检测,结晶器液面和二冷配水自动控制,铸成180mm×180mm,200mm×200mm,200mm×245mm方坯,
4、经短应力线无扭轧机连续轧制14mm~150mm圆钢,开轧温度为1000℃~1150℃,终轧温度800℃~950℃。
5、钢材经860℃~910℃和850℃~900℃两次淬火150℃~250℃回火后,,抗拉强度≥1200Mpa、屈服强度;Rel≥900MPa、断后延伸;A≥10%、断面收缩;Z≥45MPa、冲击吸收功;Aku≥55J,疲劳寿命≥107次
6、经870℃~950℃正火和860℃~900℃淬火后,离开淬火顶端距离处硬度J9(mm)20~38HRC,J15(mm)15~32HRC
实施例二:
1、转炉中加入L08铁水90%,废钢10%,进行氧气顶吹、底吹氩气复合吹炼冶炼,冶炼后期加入锰铁70~90%Mn 7±0.5公斤/吨钢、铬铁55~80%Cr+2%C 19±0.5公斤/吨钢、硅锰合金55~75%,Mn+15~25%Si 5±0.5公斤/吨钢,复合脱氧合金SiAlBa:50~70%Si、(Ca+Ba)≥35%2±0.5公斤/吨钢,终点C;0.07±0.01%,温度1660℃~1690℃采用挡渣出钢进入精炼程序。
2、钢水经过钢包精炼炉精炼或真空脱气炉精炼,精炼时间>30分钟,全程吹氩搅拌,精炼炉渣碱度(CaO/SiO2)2.0~6.0;加入钛铁20~40%Ti 3.5公斤/吨钢,钢水成分为:碳0.17~0.24%、硅0.15~0.40%、锰0.80~1.20%、磷≤0.020%、硫≤0.035%、铬1.00~1.40%、钛0.03~0.12%、铝0.01~0.05%、镍0~0.04%、钼0~0.04%、铜0~0.03%、氮0.004~0.010%、铁余量,精炼温度1550℃~1590℃,进入连铸程序
3、经870℃~950℃正火和860℃~900℃淬火后,离开淬火顶端距离处硬度J5(mm)33~50HRC,J9(mm)28~45HRC,J15(mm)19~37HRC。
实施例三:
1、转炉中加入L08铁水90%,废钢10%,进行氧气顶吹、底吹氩气复合吹炼冶炼,冶炼后期加入锰铁70~90%Mn 8±0.5公斤/吨钢、铬铁55~80%Cr+2%C 20±1公斤/吨钢、硅锰合金55~75%Mn+15~25%Si 6±0.5公斤/吨钢,复合脱氧合金SiAlBa:50~70%Si、(Ca+Ba)≥35%2±0.5公斤/吨钢,终点C;0.10±0.02%,温度1650℃~1680℃采用挡渣出钢进入精炼程序。
2、钢水经过钢包精炼炉精炼或真空脱气炉精炼,精炼时间>30分钟,全程吹氩搅拌,精炼炉渣碱度(CaO/SiO2)3.0~7.0;加入钛铁20~40%Ti 3.5公斤/吨钢,钢水成分为:碳0.24~0.33%、硅0.15~0.40%、锰0.80~1.20%、磷≤0.020%、硫≤0.035%、铬1.00~1.40%、钛0.03~0.12%、铝0.010~0.045%、镍0~0.04%、钼0~0.04%、铜0~0.03%、氮0.004~0.010%、铁余量,精炼温度1540℃~1580℃,进入连铸程序
3、经860℃~910℃和830℃~880℃两次淬火150℃~250℃回火后,抗拉强度≥1500Mpa、断后延伸;A≥10%、断面收缩;Z≥42Mpa、冲击吸收功;Aku≥47J,疲劳寿命≥107次。
Claims (6)
1、一种生产齿轮钢的生产方法,钢的组分(重量百分比)为:碳0.10~0.35%、硅0.15~0.45%、锰0.60~1.50%、磷≤0.03%、硫≤0.045%、铬0.80~1.50%、钛0.03~0.12%、铝0.01~0.10%、镍0~0.30%、钼0~0.20%、铜0~0.20%、氮0.004~0.015%、铁余量,其特征在于:该方法的工艺流程包括,转炉初炼→钢包精炼炉精炼或真空脱气炉精炼→连铸→连轧。
2、如权利要求1所述的一种生产齿轮钢的生产方法,其特征在于:转炉初炼以铁水为主要原料,采用氧气顶吹、底吹氩气复合吹炼,控制温度1670℃~1700℃,控制C:0.05~0.12%、有害元素P≤0.025%,S≤0.040%,N≤0.040%,转炉下渣量每吨钢水≤10公斤。
3、如权利要求1所述的一种生产齿轮钢的生产方法,其特征在于:钢水精炼全程底吹氩,成分实现控制目标范围:C±0.015%,Si±0.04%,Mn±0.04%,Cr±0.04%。
4、如权利要求1所述的一种生产齿轮钢的生产方法,其特征在于:钢水经过真空脱气炉处理,控制炉渣碱度CaO/SiO2为2.0~7.0。
5、如权利要求1所述的一种生产齿轮钢的生产方法,其特征在于:连铸采用全程保护浇铸、中间包浸入式水口、自动下渣检测、结晶器液面和二冷配水自动控制技术生产连铸坯。
6、如权利要求1所述的一种生产齿轮钢的生产方法,其特征在于:连续轧制的开轧温度为1000℃-1150℃,终轧温度800℃-950℃。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20081119 |