CN103192012B - 一种20CrMnTi齿轮钢轧制生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种20CrMnTi齿轮钢轧制生产工艺，包括：圆钢坯加热：将圆钢坯放入加热炉中加热，依次为预热段、加热二段、加热一段、均热段；其中，预热段温度≤850℃，加热二段温度为1200～1260℃，加热一段温度为1200～1280℃，均热段温度为1150～1250℃；圆钢坯除磷：将加热后的圆钢坯采用高压水除磷去除氧化铁皮；开坯轧制：将除磷后的圆钢坯进行开坯轧制得到初轧坯；连轧机组轧制：将初轧坯放入连轧机组轧制得到轧钢；轧钢冷却：将轧钢锯切后在缓冷床上冷却得到成品。本发明的轧制生产工艺可以生产具有良好强度、塑性及硬度的20CrMnTi齿轮钢。
Description
技术领域
本发明涉及冶金材料领域，具体地说，涉及一种20CrMnTi齿轮钢轧制生产工艺。
背景技术
随着我国汽车工业的发展，齿轮钢的用量和品种也日益增长，对齿轮钢的质量要求也越来越高。20CrMnTi钢是我国齿轮用钢的主导品种，在我国有广泛的应用，用于齿轮、轴类、活塞类零配件以及汽车、飞机各种特殊零件部位。但20CrMnTi钢含有较多的Cr、Mn等碳化物形成元素，在冶炼时所产生的“TiN”不变形夹杂物比基体硬，影响加工精度，在使用时会形成疲劳源而影响齿轮的疲劳寿命；同时，这种材料还存在淬透性不稳定、变形大等缺点，正逐渐被Cr-Mo钢、Mn-Cr钢、Mn-Cr-B钢、Cr-Ni-Mn钢、Cr钢所代替。不过由于20CrMnTi具有较好的性价比，且该钢的主要元素Cr和Mn为我国富有元素，晶粒长大倾向性小，加工性能好，加上大家对其工艺比较熟悉，目前合适的代用钢种尚未真正确立，所以20CrMnTi仍然是一种主要的渗碳齿轮用钢。为了扩大产量和节约能耗，目前众多齿轮生产厂家对20CrMnTi钢不进行后续的热处理等工艺，直接用于机械加工，导致制造过程中经常出现脆裂、硬点等加工问题，并造成生产成本的浪费。所以，开发出满足苛刻条件下20CrMnTi钢是具有非常重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种20CrMnTi齿轮钢轧制生产工艺，可以生产具有良好强度、塑性及硬度的20CrMnTi齿轮钢。
本发明的技术方案如下：
一种20CrMnTi齿轮钢轧制生产工艺，包括：圆钢坯加热：将圆钢坯放入加热炉中加热，依次为预热段、加热二段、加热一段、均热段；其中，预热段温度≤850℃，加热二段温度为1200～1260℃，加热一段温度为1200～1280℃，均热段温度为1150～1250℃，所述均热段的温度低于所述加热一段的温度，所述均热段的加热时间为50～60min；圆钢坯除磷：将加热后的圆钢坯采用高压水除磷去除氧化铁皮；开坯轧制：将除磷后的圆钢坯进行开坯轧制得到初轧坯；连轧机组轧制：将初轧坯放入连轧机组轧制得到轧钢，开轧温度为1100～1180℃，连轧温度为890～950℃，终轧温度为820～900℃；轧钢冷却：将轧钢锯切后在缓冷床上冷却得到成品；所述轧钢冷却包括台架冷却和堆垛缓冷，控制所述台架冷却的速度，冷却速度≤15℃/min，所述台架冷却后圆钢温度≥350℃，所述堆垛缓冷的方式为叠加堆放。
进一步：所述圆钢坯加热采用三段式步进式加热炉。
本发明的技术效果如下：
1、本发明的轧制生产工艺得到20CrMnTi齿轮钢的夹杂物细小、分布均匀，组织结构适宜，晶粒细小，轧制后20CrMnTi圆钢晶粒度至少可达8级。
2、本发明的轧制生产工艺得到20CrMnTi齿轮钢具有良好的强度、韧性及力学性能，满足一些齿轮制造厂不经热处理而进行机械加工的要求。
3、本发明的轧制生产工艺得到20CrMnTi齿轮钢的各项性能满足苛刻条件齿轮生产的要求。
具体实施方式
本发明制备的20CrMnTi圆钢材料，其化学成分的质量百分含量为：C0.17～0.23；Si 0.17～0.37；Mn 0.80～1.10；Cr 1.00～1.30；Ti 0.04～0.10；P≤0.025；S≤0.020；Al 0.02～0.05；其余为Fe，质量分数共计为100％。该材料中的铬、锰是20CrMnTi钢的主加元素，起到提高基体强度和增加淬透性的作用。而钛的加入使钢中晶粒细化，可防止渗碳时晶粒长大，并提高了钢的强度和韧性。
在进行该20CrMnTi圆钢材料轧制生产前，先进行炼钢生产。
炼钢生产工艺为：铁水预处理→转炉冶炼→LF精炼→VD脱气→连铸。
其中，转炉冶炼采用脱硫铁水，硅锰和铬铁合金脱氧合金化。脱氧剂的量一般根据终点碳确定。本发明的转炉冶炼工艺过程中，冶炼20CrMnTi时加入脱氧剂为铝锰铁，加入量为300kg/炉，铁水加入量为95吨/炉，废钢加入量为20吨/炉，硅锰合金加入量1200kg/炉，铬铁合金加入量为1800kg/炉，每炉出钢量为105吨。出钢温度≥1600℃，出钢过程中加顶渣石灰300kg。其中，脱氧剂要在钢水铺满罐底后开始加入到出钢至1/2时结束，硅锰和铬铁合金要在出钢至1/4时开始加入到出钢至1/2时结束。
然后根据转炉出钢后钢水的化学成分和温度，在LF(Ladle Furnace)即钢包炉中进行造渣脱硫、成分调整及升温操作，底吹氩气搅拌贯穿于整个精炼过程。
随后将钢包移至VD(Vacuum Degassing)即真空吹氩脱气法处理工位，VD脱气的真空度≤0.10KPa，深真空时间≥13min，过冷度ΔT≤30℃。全程底吹氩气搅拌的条件下，达到脱气、去夹杂、均匀成分和温度的目的。
将化学成分和温度满足要求的钢水吊至圆坯连铸机进行浇铸，得到所需规格的圆钢坯料。连铸过程中采用结晶器电磁搅拌；全程保护浇铸，即在中间包和结晶器钢水液面上采用固体保护渣保护、钢包到中间包采用长水口保护、中间包到结晶器采用浸入式水口保护，控制过热度≤30℃，以保证铸坯具有良好的内外部质量。
通过上述炼钢生产工艺得到圆钢坯料。各实施例的圆钢坯料的化学成分如表1所示。
表1各实施例成分(质量百分数/％)
将炼钢生产得到的圆钢坯进行轧制生产，主要步骤如下：
步骤S1：圆钢坯加热。
将圆钢坯放入三段式步进式加热炉中加热，依次为预热段、加热二段、加热一段、均热段。其中，预热段温度≤850℃，加热二段温度为1200～1260℃，加热一段温度为1200～1280℃，均热段温度为1150～1250℃。均热段(炉头)温度低于加热一段(炉腰)温度，这样使得成品在机械加工时可以减少剪切裂纹的出现。各段加热时间根据坯料规格而有所不同，但均热段加热时间均为50～60min。
步骤S2:圆钢坯除磷。
将加热后的圆钢坯采用高压水除磷去除氧化铁皮。
步骤S3:开坯轧制。
将除磷后的圆钢坯进行开坯轧制得到初轧坯。
步骤S4:连轧机组轧制。
将初轧坯放入连轧机组轧制得到轧钢。开轧温度为1100～1180℃，进入连轧温度为890～950℃，终轧温度为820～900℃。
步骤S5:轧钢冷却。
将轧钢锯切后在缓冷床上冷却得到成品。轧钢冷却包括台架冷却和堆垛缓冷。如果轧钢是高碳、高合金轧钢还需要采用堆垛缓冷的方式进行冷却。要控制台架冷却的速度。本发明轧制生产20CrMnTi圆钢在较短10m冷床冷却，该冷床冷却速度≤15℃/min。台架冷却后圆钢温度≥350℃。堆垛缓冷的方式为叠加堆放。
本发明的各实施例的具体轧制生产过程为：坯料检查验收——划线切割——清除残余物——装炉——加热圆钢坯——出炉——高压水除鳞——开坯轧制——连轧机组轧制——热锯锯切——台架冷却——描号——收集——高碳、高合金钢堆垛缓冷——检查——修磨——矫直——打捆——过磅——入库——标识——发货。
该轧制生产工艺下，优选实施例的20CrMnTi圆钢未经热处理热轧态下的金相组织检验结果如表2所示，未热处理热轧态下的力学性能如表3所示。
表2各实施例金相组织
注：表中P为珠光体，F为铁素体
表3各实施例力学性能
从表2可以发现，各实施例夹杂物细小、分布均匀，组织结构适宜，晶粒细小，轧制后20CrMnTi圆钢晶粒度至少可达8级。从表3可以看出，各实施例具有良好的强度、韧性及力学性能，满足一些齿轮制造厂不经热处理而进行机械加工的要求。各项性能满足苛刻条件齿轮生产的要求。
本发明为包钢特钢分公司提供了一种优化20CrMnTi圆钢力学性能的轧制生产工艺。在此工艺下，Cr、Mn合金元素存在使得的钢材具有良好强度和淬透性能，Ti元素在轧制过程中形成化合物，可使钢中晶粒细化，并防止渗碳时晶粒长大，提高了钢的强度和韧性。用其制备的齿轮，具有很好的强度和塑性。本发明是20CrMnTi圆钢轧制生产的一种工艺，其方法独特，用此工艺方法生产的20CrMnTi圆钢制造齿轮等机械产品效率高、成本低，节能环保，经济效益好，销售广泛，具有良好的推广价值。
Claims (2)
1.一种20CrMnTi齿轮钢轧制生产工艺，其特征在于，包括：
圆钢坯加热：将圆钢坯放入加热炉中加热，依次为预热段、加热二段、加热一段、均热段；其中，预热段温度≤850℃，加热二段温度为1200～1260℃，加热一段温度为1200～1280℃，均热段温度为1150～1250℃，所述均热段的温度低于所述加热一段的温度，所述均热段的加热时间为50～60min；
圆钢坯除磷：将加热后的圆钢坯采用高压水除磷去除氧化铁皮；
开坯轧制：将除磷后的圆钢坯进行开坯轧制得到初轧坯；
连轧机组轧制：将初轧坯放入连轧机组轧制得到轧钢，开轧温度为1100～1180℃，连轧温度为890～950℃，终轧温度为820～900℃；
轧钢冷却：将轧钢锯切后在缓冷床上冷却得到成品；所述轧钢冷却包括台架冷却和堆垛缓冷，控制所述台架冷却的速度，冷却速度≤15℃/min，所述台架冷却后圆钢温度≥350℃，所述堆垛缓冷的方式为叠加堆放。
2.如权利要求1所述的20CrMnTi齿轮钢轧制生产工艺，其特征在于：所述圆钢坯加热采用三段式步进式加热炉。
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Families Citing this family (13)
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|---|---|---|---|---|
| CN103882201A (zh) * | 2014-03-19 | 2014-06-25 | 武汉钢铁(集团)公司 | 提高20Cr钢热顶锻性能的轧制工艺 |
| CN104014594A (zh) * | 2014-06-06 | 2014-09-03 | 首钢总公司 | 一种解决齿轮钢棒材冷剪后侧向弯曲的方法 |
| CN105671281A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-06-15 | 首钢总公司 | 一种硬度低于200hbw合金钢棒材的生产方法 |
| CN106011648B (zh) * | 2016-07-22 | 2018-01-16 | 武汉钢铁有限公司 | 一种齿轮钢及其生产方法 |
| CN107225148B (zh) * | 2017-06-01 | 2019-02-19 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种22CrMoH齿轮钢的轧制方法 |
| CN107254624B (zh) * | 2017-06-01 | 2019-03-19 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种直径90mm以上大规格齿轮钢及其生产方法 |
| CN108906884B (zh) * | 2018-06-22 | 2020-08-14 | 大冶特殊钢有限公司 | 一种高性能20CrMnTi齿轮钢的低温轧制生产方法 |
| CN112553538B (zh) * | 2019-05-21 | 2021-10-29 | 柳州钢铁股份有限公司 | 一种低硬度20CrMnTi圆钢 |
| CN111570513A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-08-25 | 江苏联峰实业有限公司 | 一种细晶粒齿轮钢及制备方法 |
| CN112496032B (zh) * | 2020-11-23 | 2022-09-02 | 浙江天马轴承集团有限公司 | 一种30Cr15MoN高氮马氏体不锈钢钢棒的轧制生产工艺 |
| CN112570451B (zh) * | 2020-11-26 | 2022-08-02 | 宝武杰富意特殊钢有限公司 | 20CrMnTi钢及其生产方法 |
| CN113046535B (zh) * | 2021-03-16 | 2022-11-08 | 宝武杰富意特殊钢有限公司 | 一种中棒齿轮圆钢轧态硬度控制方法 |
| CN115415320B (zh) * | 2022-08-31 | 2024-06-11 | 大冶特殊钢有限公司 | 一种20Cr钢的轧制方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101275204A (zh) * | 2008-03-26 | 2008-10-01 | 莱芜钢铁股份有限公司 | 一种Cr-Mn-Ti齿轮钢及其制备方法 |
| CN101289731A (zh) * | 2008-05-09 | 2008-10-22 | 莱芜钢铁股份有限公司 | CrMnTi系窄淬透性带齿轮钢及其制造方法 |
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| CN103045947A (zh) * | 2012-12-08 | 2013-04-17 | 内蒙古包钢钢联股份有限公司 | 一种高强高韧齿轮钢的制造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04124217A (ja) * | 1990-09-12 | 1992-04-24 | Toa Steel Co Ltd | 焼鈍軟化性に優れた強靭歯車用鋼の製造方法 |
| JP3550886B2 (ja) * | 1996-06-28 | 2004-08-04 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 被削性および疲労強度に優れた高周波焼入用の歯車用鋼材の製造方法 |
| CN102162067B (zh) * | 2011-03-28 | 2013-05-22 | 首钢总公司 | 一种油田用防腐抽油杆用钢及其生产方法 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101275204A (zh) * | 2008-03-26 | 2008-10-01 | 莱芜钢铁股份有限公司 | 一种Cr-Mn-Ti齿轮钢及其制备方法 |
| CN101289731A (zh) * | 2008-05-09 | 2008-10-22 | 莱芜钢铁股份有限公司 | CrMnTi系窄淬透性带齿轮钢及其制造方法 |
| CN101812643A (zh) * | 2009-11-30 | 2010-08-25 | 莱芜钢铁股份有限公司 | 一种含硼齿轮钢及其制备方法 |
| CN103045947A (zh) * | 2012-12-08 | 2013-04-17 | 内蒙古包钢钢联股份有限公司 | 一种高强高韧齿轮钢的制造方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
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| "20CrMnTiH渗碳齿轮钢的带状组织控制";郑晓宁等;《河北冶金》;20130131(第205期);第56-57页 * |
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