專利名稱：一種高強高韌齒輪鋼的制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種高強高韌齒輪鋼的制造方法，屬于冶金煉鋼領域。
背景技術(shù)：
多年來，中國汽車用齒輪鋼一直以20CrMnTiH合金滲碳結(jié)構(gòu)鋼為主。20CrMnTi鋼是20世紀50年代從原蘇聯(lián)引進的汽車用齒輪鋼18XTT (即20CrMnTI鋼)用于中型載荷的汽車齒輪。該鋼號由于Ti含量較高，容易產(chǎn)生大塊不易變形的TiN夾雜，且在碳氮共滲時容易產(chǎn)生三黑組織(黑網(wǎng)、黑帶、黒斑)，影響加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量，使用時TiN會成為疲勞源，降低齒輪的疲勞壽命。齒輪的強度取決于化學成分和熱處理技術(shù)。汽車滲碳齒輪鋼的接觸疲勞性能和沖擊強度與滲層中晶界氧化程度有夫，研究表明，鋼中的S1、Cr、M n都是促進滲層晶界氧化的主要元素，而N1、Mo是減少晶界氧化的重要元素，高鑰鋼極少發(fā)生晶界氧化。因此，在設計齒輪鋼的成分吋，盡量降低Si的含量，適當減少Mn、Cr元素，提高N1、Mo的含量。高鑰高強度鋼極少發(fā)生晶界氧化，同時晶粒細小，結(jié)果齒根彎曲疲勞強度和表面接觸疲勞性能都有較大提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高強高韌齒輪鋼的制造方法，通過合理的合金成分設計和エ藝控制，采用熱軋后正火處理，經(jīng)淬火和回火エ藝達到高強高韌齒輪鋼，同時鋼材晶粒細小，齒根彎曲疲勞強度和表面接觸疲勞性能都有較大提高。為達到上述目的，本發(fā)明提供一種高強高韌齒輪鋼的制造方法如下所述高強高韌齒輪鋼的成分為(質(zhì)量百分數(shù)):C 0. 17 0. 24% ；Si 0. 15 0. 35% ；Mn 0. 80 1. 20% ；Cr 0. `85 1. 15% ；Mo 0. 15 0. 35% ；V 0. 05 0. 15% ；Re 0. 001% 0. 003% ;余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)元素。本發(fā)明采用上述化學成分，通過熱軋后正火處理，經(jīng)淬火和回火エ藝達到高強高韌齒輪鋼要求，具體按以下步驟進行(I)鋼坯加熱至1150 1250で，保溫2.5 3.5小時；(2)保溫后進行熱軋，控制開軋溫度1100 1200°C，終軋溫度850 900°C ；(3)熱軋后進行920°C正火處理，經(jīng)900°C淬火(油冷)及200°C回火(空冷)處理。本發(fā)明的優(yōu)點是通過合理的合金成分設計和エ藝控制，采用熱軋后正火處理，經(jīng)淬火和回火エ藝達到高強高韌齒輪鋼，同時鋼材晶粒細小，齒根彎曲疲勞強度和表面接觸疲勞性能都有較大提高。


圖1為實施例中典型金相組織照片。
圖中所示的是低碳馬氏體鋼的組織特征，即由條狀的位錯馬氏體、少量的條狀孿晶和片狀孿晶馬氏體，以及馬氏體中自回火碳化物，回火時析出的碳化物和少量未能轉(zhuǎn)變的奧氏體組成。
具體實施例方式選擇表I所示化學成分的Cr-Mn-Mo-V系鋼為原料，坯料尺寸為150X150方鋼。在軋機上實施控軋控冷エ藝，軋制規(guī)格為多40 mm圓鋼，控制冷卻エ藝如表2，成品材進行920°C正火處理，經(jīng)900°C淬火(油冷)及200°C回火(空冷)處理，精加工成力學性能試樣，機械性能如表3。表I實施例實測化學成分(質(zhì)量百分數(shù)％，余量為Fe)
權(quán)利要求
1.一種高強高韌齒輪鋼的制造方法，其特征是所述高強高韌齒輪鋼的成分為(質(zhì)量百分數(shù))c O. 17 O. 24% ；Si O. 15 O. 35% ；Mn O. 80 1. 20% ；Cr O. 85 1. 15% ；MoO. 15 O. 35% ；V O. 05 O. 15% ；Re O. 001% O. 003% ;余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)元素；采用上述化學成分，通過熱軋后正火處理，經(jīng)淬火和回火工藝達到高強高韌齒輪鋼要求，具體按以下步驟進行 (1)鋼坯加熱至1150 1250°C，保溫2.5 3. 5小時； (2)保溫后進行熱軋，控制開軋溫度1100 1200°C，終軋溫度850 900°C； (3)熱軋后進行920°C正火處理，經(jīng)900°C淬火(油冷)及200°C回火(空冷)處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高強高韌齒輪鋼的制造方法，其特征是所述高強高韌齒輪鋼的成分為(質(zhì)量百分數(shù))C 0.17～0.24%；Si 0.15～0.35%；Mn 0.80～1.20%；Cr 0.85～1.15%；Mo 0.15～0.35%；V 0.05～0.15%；Re 0.001%～0.003%；余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)元素；采用上述化學成分，通過熱軋后正火處理，經(jīng)淬火和回火工藝達到高強高韌齒輪鋼要求，具體按以下步驟進行(1)鋼坯加熱至1150～1250℃，保溫2.5～3.5小時；(2)保溫后進行熱軋，控制開軋溫度1100～1200℃，終軋溫度850～900℃；(3)熱軋后進行920℃正火處理，經(jīng)900℃淬火(油冷)及200℃回火(空冷)處理。其優(yōu)點是鋼材晶粒細小，齒根彎曲疲勞強度和表面接觸疲勞性能都有較大提高。
文檔編號C21D1/18GK103045947SQ20121052367
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月8日
發(fā)明者關鍵, 張懷軍, 濤雅, 劉平, 金文俊, 喬團結(jié) 申請人:內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司