一種不銹鋼齒輪的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種不銹鋼齒輪的制備方法，該齒輪的化學成分以重量百分數(shù)計由下列組份組成：C：0.24-0.28，Mn：0.6-0.8，Si：0.2-0.4，Cr：16.0-18.0，Ni：4.0-5.0，Mo：2.0-3.0，V：0.2-0.4，Co：5.0-6.0，W：2.4-2.8，P：≤0.015，S：≤0.015其余為Fe及不可避免的雜質；所述制備方法包含以下步驟：1)冶煉工藝：采用真空感應+電渣重熔；2)鍛造工藝；3）粗機加工成半成品；4）熱處理工藝：1120-1140℃固溶，再經(jīng)510-530℃時效6-8小時；5）精機加工成成品。
【專利說明】一種不銹鋼齒輪的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵冶金【技術領域】，尤其涉及一種不銹鋼齒輪的制備方法。
【背景技術】
[0002]國內外齒輪鋼的發(fā)展趨勢主要是提高強度、韌性、耐蝕、耐溫以及提高使用壽命。最早齒輪鋼是以AISI9310為代表的低合金表面硬化鋼，低溫回火后常溫下使用，具有常規(guī)要求的使用性能，但耐蝕性能較差，使用溫度較低。隨后發(fā)展的齒輪鋼M50NiL，其主要特征是耐溫性能提高。該鋼采用二次硬化機理設計成分，5000C以上高溫回火，可在350°C以下穩(wěn)定使用，但耐蝕性能較差。
[0003]目前使用的耐蝕鋼，主要是高碳馬氏體不銹軸承鋼9Crl8 (AISI440)、9Crl8Mo (440C)，該類鋼具有高的碳、鉻含量，凝固時產(chǎn)生粗大共晶碳化物，且不能通過以后的熱處理來改變。粗大的碳化物易造成高的應力集中引起剝落，降低馬氏體基體的鉻含量導致熱處理后硬度偏低、耐蝕性下降，降低使用壽命。隨著對齒輪傳動系統(tǒng)高速、高赫茲應力、耐溫、耐蝕及減重需求，特別是齒輪承載能力與心部屈服強度相互關系的認識導致超高強度齒輪、軸承鋼的迅速發(fā)展。目前已有的鋼種無法滿足傳動系統(tǒng)對新一代齒輪的要求。現(xiàn)在我們研制的高強度不銹齒輪鋼，采用二次硬化機理設計成分，添加多種強碳化物形成元素，有利于獲得表面超高硬度；添加高量Co細化M2X相，低碳馬氏體基體上沉淀細小彌散的M2X相使芯部具有超高強度和高韌性匹配，在合適的溫度回火下可兼得超高強度(Rm≤1800MPa,Rp0.2≤1400MPa)和高韌性。在硬度為HRC50左右的條件下，其Kic值可達到IlOMpa.m1/2以上。最終經(jīng)滲碳熱處理以后表面室溫硬度可達到HRC65以上，其抗蝕性能非常良好。因此現(xiàn)在研制的這種新材料可以滿足傳動系統(tǒng)對新一代齒輪用鋼的所有要求。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出一種不銹鋼齒輪的制備方法，該不銹齒輪鋼同時具備高強度、高硬度、高韌性、耐腐蝕性。
[0005]為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0006]一種不銹鋼齒輪的制備方法，該齒輪的化學成分以重量百分數(shù)計由下列組份組成:C:0.24-0.28，Mn:0.6-0.8，S1:0.2-0.4，Cr:16.0-18.0, N1:4.0-5.0, Mo:2.0-3.0, V:
0.2-0.4，Co:5.0-6.0, W:2.4-2.8，P ：≤ 0.015，S:≤ 0.015 其余為 Fe 及不可避免的雜質；所述制備方法包含以下步驟:
[0007]1)冶煉工藝:采用真空感應+電渣重熔；真空感應冶煉時，真空度達到2Pa以下時裝料，裝料次序:純鐵-N1、Mo、Cr、Co、V-純鐵的順序裝料；裝料時留出少量N1、Mo、Cr、Co、
V;全熔成分分析后調成分N1、Mo、Cr、Co、V全熔充分攪拌后取成品樣；精煉期溫度控制在1610-1630°C，精煉時間25-35分鐘，澆鑄溫度控制在1570_1590°C ;澆注電極坯料；然后采用電渣重熔工藝冶煉并澆注成鋼坯；
[0008]2)鍛造工藝:鋼錠加熱溫度在1230_1250°C，終鍛溫度870-890°C，鍛造成齒輪坯料鍛后進行710-730°C退火；
[0009]3)粗機加工成半成品；
[0010]4)熱處理工藝:1120-1140°C固溶，再經(jīng)510-530°C時效6-8小時；
[0011]5)精機加工成成品。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下有益效果:
[0013]該鋼通過對合金元素的種類的選擇以及含量的調整，使得齒輪具有高強度、高硬度、高韌性、耐腐蝕性。其抗拉強度可以達到1850MPa以上，屈服強度達到1470MPa以上，硬度可以達到HRC54-56，伸長率達到18%以上，沖擊功達到IlOJ以上，斷裂韌性值KIC達到105-115MPa.m1/2。可以滿足新一代齒輪鋼的要求。
【具體實施方式】
[0014]實施例一
[0015]一種不銹鋼齒輪的制備方法，該齒輪的化學成分以重量百分數(shù)計由下列組份組成:C:0.24，Mn:0.8，S1:0.2，Cr:18.0, N1:4.0, Mo:3.0, V:0.2，Co:6.0, W:2.4，P:≤0.015，S≤ 0.015其余為Fe及不可避免的雜質；所述制備方法包含以下步驟:
[0016]1)冶煉工藝:采用真空感應+電渣重熔；真空感應冶煉時，真空度達到2Pa以下時裝料，裝料次序:純鐵-N1、Mo、Cr、Co、V-純鐵的順序裝料；裝料時留出少量N1、Mo、Cr、Co、
V;全熔成分分析后調成分N1、Mo、Cr、Co、V全熔充分攪拌后取成品樣；精煉期溫度控制在1610°C，精煉時間35分鐘，澆鑄溫度控制在1570°C;澆注電極坯料；然后采用電渣重熔工藝冶煉并澆注成鋼坯；
[0017]2)鍛造工藝:鋼錠加熱溫度在1230°C，終鍛溫度890°C，鍛造成齒輪坯料鍛后進行710°C退火；
[0018]3)粗機加工成半成品；
[0019]4)熱處理工藝:1120°C固溶，再經(jīng)530°C時效6小時；
[0020]5)精機加工成成品。
[0021]實施例二
[0022]一種不銹鋼齒輪的制備方法，該齒輪的化學成分以重量百分數(shù)計由下列組份組成:C:0.28，Mn:0.6，S1:0.4，Cr:16.0, N1:5.0, Mo:2.0, V:0.4，Co:5.0, W:2.8，P:≤0.015，S ≤0.015其余為Fe及不可避免的雜質；所述制備方法包含以下步驟:
[0023]1)冶煉工藝:采用真空感應+電渣重熔；真空感應冶煉時，真空度達到2Pa以下時裝料，裝料次序:純鐵-N1、Mo、Cr、Co、V-純鐵的順序裝料；裝料時留出少量N1、Mo、Cr、Co、
V;全熔成分分析后調成分N1、Mo、Cr、Co、V全熔充分攪拌后取成品樣；精煉期溫度控制在1630°C，精煉時間25分鐘，澆鑄溫度控制在1590°C;澆注電極坯料；然后采用電渣重熔工藝冶煉并澆注成鋼坯；
[0024]2)鍛造工藝:鋼錠加熱溫度在1250°C，終鍛溫度870°C，鍛造成齒輪坯料鍛后進行730°C退火；
[0025]3)粗機加工成半成品；
[0026]4)熱處理工藝:1140°C固溶，再經(jīng)510°C時效8小時；
[0027]5)精機加工成成品。[0028]實施例三
[0029]一種不銹鋼齒輪的制備方法，該齒輪的化學成分以重量百分數(shù)計由下列組份組成:C:0.26，Mn:0.7，S1:0.3，Cr:17.0, N1:4.5，Mo:2.5，V:0.3，Co:5.5，W:2.6，P:(0.015，S 0.015其余為Fe及不可避免的雜質；所述制備方法包含以下步驟:
[0030]I)冶煉工藝:采用真空感應+電渣重熔；真空感應冶煉時，真空度達到2Pa以下時裝料，裝料次序:純鐵-N1、Mo、Cr、Co、V-純鐵的順序裝料；裝料時留出少量N1、Mo、Cr、Co、
V;全熔成分分析后調成分N1、Mo、Cr、Co、V全熔充分攪拌后取成品樣；精煉期溫度控制在1620°C，精煉時間30分鐘，澆鑄溫度控制在1580°C;澆注電極坯料；然后采用電渣重熔工藝冶煉并澆注成鋼坯；
[0031]2)鍛造工藝:鋼錠加熱溫度在1240°C，終鍛溫度880°C，鍛造成齒輪坯料鍛后進行720°C退火；
[0032]3)粗機加工成半成品；
[0033]4)熱處理工藝:1130°C固溶，再經(jīng)520°C時效7小時；
[0034]5)精機加工成成`品。
【權利要求】
1.一種不銹鋼齒輪的制備方法，其特征在于，該齒輪的化學成分以重量百分數(shù)計由下列組份組成:C:0.24-0.28，Mn:0.6-0.8，S1:0.2-0.4，Cr:16.0-18.0, N1:4.0-5.0, Mo:.2.0-3.0, V:0.2-0.4，Co:5.0-6.0, W:2.4-2.8，P S 0.015，S S 0.015 其余為 Fe 及不可避免的雜質；所述制備方法包含以下步驟: 1)冶煉工藝:采用真空感應+電渣重熔；真空感應冶煉時，真空度達到2Pa以下時裝料，裝料次序:純鐵-N1、Mo、Cr、Co、V-純鐵的順序裝料；裝料時留出少量N1、Mo、Cr、Co、V;全熔成分分析后調成分N1、Mo、Cr、Co、V全熔充分攪拌后取成品樣；精煉期溫度控制在1610-1630°C，精煉時間25-35分鐘，澆鑄溫度控制在1570_1590°C ;澆注電極坯料；然后采用電渣重熔工藝冶煉并澆注成鋼坯； 2)鍛造工藝:鋼錠加熱溫度在1230-1250°C，終鍛溫度870-890°C，鍛造成齒輪坯料鍛后進行710-730°C退火； 3)粗機加工成半成品； 4)熱處理工藝:1120-1140°C固溶，再經(jīng)510-530°C時效6-8小時； 5)精機加工成成品。
【文檔編號】C22C33/04GK103805874SQ201210444487
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月8日 優(yōu)先權日:2012年11月8日
【發(fā)明者】林永峰 申請人:無錫新三洲特鋼有限公司