工業(yè)減速機(jī)用超大規(guī)格齒輪鋼scm822h制造新工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于金屬材料制造領(lǐng)域，設(shè)及一種工業(yè)減速機(jī)用齒輪鋼的制造新工藝，主 要用于Φ 700mm~Φ 980mm超大規(guī)格SCM822H齒輪鋼的生產(chǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著工業(yè)減速機(jī)的高速發(fā)展，對(duì)減速機(jī)齒輪特別是規(guī)格較大齒輪的使用提出了更 高的要求。目前國內(nèi)、外較大型齒輪采用圓鋼直接或間接生產(chǎn)，例如齒輪外徑在〇400mm~ 〇700mm的，采用生產(chǎn)相應(yīng)規(guī)格的圓鋼棒材，在橫截面方向切斷后直接加工齒輪毛巧;對(duì)于 齒輪外徑在〇700mmW上的，則是采用先生產(chǎn)一定規(guī)格的圓鋼棒材，銀切成料段后再鐵成餅 件的方式生產(chǎn)，比如供西口子的大規(guī)格齒輪鋼均采用W上方法生產(chǎn)。料段鐵成餅件的生產(chǎn) 方式雖然可W保證鋼材內(nèi)部質(zhì)量探傷合格，但是同時(shí)也增加了料段加熱、料段鐵餅、料段退 火等較繁瑣的生產(chǎn)工序，W及其帶來的高額的成本。 采用Φ 700mm~Φ 980mm超大規(guī)格的SCM822H齒輪圓鋼直接加工齒輪毛巧，與采用餅件 方式生產(chǎn)相比，不僅可W縮短生產(chǎn)周期，而且還能降低高額的生產(chǎn)成本。然而一方面，大規(guī) 格圓鋼鍛材需采用大鋼錠生產(chǎn)，但是合金成分偏析較嚴(yán)重，力學(xué)性能和澤透性技術(shù)指標(biāo)較 難達(dá)到；同時(shí)為透燒大錠型采用常規(guī)的長時(shí)間高溫保溫工藝則易于產(chǎn)生晶粒粗大，難W滿 足晶粒度技術(shù)指標(biāo)；另一方面，SCM822H鋼為銘-鋼鋼，屬于白點(diǎn)敏感鋼，冶煉過程常規(guī)VD真 空脫氣處理時(shí)間不足會(huì)導(dǎo)致鋼液中氨含量偏高，使鋼錠產(chǎn)生白點(diǎn)；再者，鍛件鍛后退火，因 規(guī)格較大，常規(guī)退火時(shí)間不足或退火不充分，鋼材中氨未完全擴(kuò)散去除也會(huì)產(chǎn)生白點(diǎn)。
[0003] 上述問題是大規(guī)格齒輪鋼SCM822H生產(chǎn)過程中的重大技術(shù)障礙，如何保證鋼液的 純凈度、化學(xué)成分的穩(wěn)定性及VD脫氣去氨問題是煉鋼的核屯、技術(shù)之一；另一方面降低成分 偏析、徹底消除白點(diǎn)及防止晶粒度超指標(biāo)也是關(guān)鍵技術(shù)之一，目前未見國內(nèi)、外文獻(xiàn)有相關(guān) 新工藝研究的報(bào)道，國內(nèi)、外現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)難W滿足大規(guī)格齒輪鋼的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明公開一種工業(yè)減速機(jī)用超大規(guī)格齒輪鋼SCM822H制造新工藝， 目的是為Φ 700mm~Φ 980mm超大規(guī)格齒輪提供齒輪圓鋼毛巧，并且達(dá)到內(nèi)部質(zhì)量要 求。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 1.通過高純凈鋼冶煉技術(shù)和內(nèi)控成分優(yōu)化設(shè)計(jì)保證鋼液純凈度和穩(wěn)定的力學(xué)性能、澤 透性;其次采用鐵拔工藝、大變形鍛造及控制終鍛溫度不大于930°C，保證材料的組織均勻 致密，滿足探傷、力學(xué)性能、及晶粒度的要求;另外通過采用退火和正火多段處理達(dá)到去氨 目的； 工藝路線:煉鋼（電爐)一爐外精煉(LF、VD)一模鑄錠一鍛造(315化快鍛機(jī)或3500t快 鍛機(jī)熱處理^探傷。
[0007] 2.具體工藝制度： (1)煉鋼工藝 ① 化學(xué)成分 大型齒輪鋼SCM822H化學(xué)成分內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)，見表1。
[000引表1 SCM822H鋼化學(xué)成分內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)
② 電爐工藝 配料不得加入壓塊，生鐵配入不少于20噸，電爐出鋼量控制在60t~65t;裝料前每爐加 白灰800 kg~1500kg，烙化末期力爭早造泡沫渣，提高熱效率;取全烙樣溫度不小于1540 °C，出鋼前噴碳粉不少于200kg;電爐出鋼溫度不小于1630°C。
[0009] ③LF爐精煉工藝 到位不考慮爐中按0.08%喂侶線，使用碳化娃或侶粒進(jìn)行擴(kuò)散脫氧和保持氣氛，首批加 入量40kg~60kg，當(dāng)爐渣變白，溫度(T)不小于1540°C時(shí)可W取樣1，碳化娃或侶?？蒞分批 加入，保持白渣效果，白渣時(shí)間不小于30min,出鋼要求硫不大于0.010%。
[0010] ④VD工藝 入罐前進(jìn)行化渣處理，控制渣層厚度在60mm~80mm，自由空間不小于800mm，真空脫氣 小于lOOPa，保持15min(雨季20min);開蓋后取樣定氨;軟吹時(shí)密切注意渣面波動(dòng)情況，W渣 面微動(dòng)，鋼水面不裸露為準(zhǔn)，軟吹時(shí)間不少于20 min;VD出鋼按液相線W0°C~+90°C出鋼。
[0011] ⑤誘注工藝 錠模溫度:20°C~80°C，低于此溫度進(jìn)行預(yù)熱處理;在誘注前對(duì)錠模充氣氣；當(dāng)鋼液上 升至帽口線2/3處時(shí)加入發(fā)熱劑;誘注過程中采用氣氣保護(hù)誘注。
[001引間鍛造工藝 1200°C~1220°C?；瘇lOh方可出爐鐵粗;鍛比要求不小于5。規(guī)格小于OeOOmm鍛造工 藝采用一鐵一拔工藝，規(guī)格不小于Φ 600mm鍛造工藝采用兩鐵兩拔工藝，拔長過程要有不少 于兩道次150mmW上重壓;終鍛溫度不大于930°C。
[0013] 間熱處理工藝 鍛后空冷至500°C~550°C裝爐，650°C±10°C保溫20h后升至870°C±10°C保溫15h~ 2化空冷至300°C進(jìn)行保溫一段時(shí)間后，再W不大于80°C/h升溫至650°C保溫時(shí)間至少15h/ 100mm，之后爐冷至400°C，再W不大于15°CA速度降溫至200°C出爐空冷(見圖1)。
[0014] 3.理化性能 (1)非金屬夾雜物合格級(jí)別應(yīng)符合表2規(guī)定。
[0015] 表2非金屬夾雜物合格級(jí)別
間晶粒度采用滲碳法，檢驗(yàn)結(jié)果應(yīng)不小于6級(jí)。
[0016] 間力學(xué)性能應(yīng)符合表3規(guī)定。
[0017] 表3力學(xué)性能合格級(jí)別
(4)交貨硬度化BW) 160~210。
[0018] 間低倍組織合格級(jí)別應(yīng)符合表4規(guī)定。
[0019] 表4低倍組織合格級(jí)別
做末端澤透性應(yīng)符合表5規(guī)定。
[0020] 表5末端澤透'生例超聲波探傷UT合格。
巧〇2ι?_本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于：胃_'_'_'_'_'_'_'_'_'_'_'_' (1)控制煉鋼工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié) 為提高鋼水純凈度，控制煉鋼工藝的W下五個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)： ① 原材料:采用優(yōu)質(zhì)廢鋼、生鐵，配料不得加入壓塊，生鐵配入不少于20噸； ② 嚴(yán)格控制電爐出鋼量，保證不下氧化渣； ③ LF白渣時(shí)間不少于30min，LF全程使用碳化娃或侶粒進(jìn)行擴(kuò)散脫氧和保持氣氛，加入 合金料時(shí)大氣氣攬拌，W保證夾雜物充分上??； ④ VD入罐前進(jìn)行化渣處理控制渣層厚度在60mm~80mm，自由空間不小于800mm，真空脫 氣小于lOOPa，保持15min(雨季20min);軟吹時(shí)間不少于20 min，W保證鋼液中的夾雜物能 夠充分、有效上浮，軟吹W鋼液不漏液面為準(zhǔn)，防止進(jìn)氣； ⑤ 誘注階段，保護(hù)渣進(jìn)行烘烤，當(dāng)鋼液上升至帽口線2/3處時(shí)，及時(shí)加入發(fā)熱劑;誘注 時(shí)采用氣氣保護(hù)誘注，防止鋼液二次氧化及進(jìn)入鋼液中氣體； 間合理控制化學(xué)成分 制定內(nèi)控成分，保證烙煉成分在控制范圍內(nèi)，W使力學(xué)性能和澤透性穩(wěn)定。
[002引間控制晶粒度工藝 ① 鋼材侶含量在0.015%~0.035%范圍內(nèi)，W控制晶粒度； ② 鍛造采用鐵拔工藝，控制終鍛溫度，W大的加工比（加工比不小于5)破碎晶粒，獲得 細(xì)小晶粒； ③ 采用熱處理正火工藝，有效細(xì)化晶粒。
[0023] (4)防白點(diǎn)工藝 ① 控制鋼中氨含量不大于1.7 X 10-6; ② 鋼材鍛后空冷至500°C~550°C進(jìn)行紅送退火，防止低溫氨氣析出，形成白點(diǎn)缺陷。
[0024] ③采用獨(dú)特的退火工藝，防止氨氣大量溶于殘余奧氏體中，冷卻時(shí)集中釋放;退火 和正火多段處理將有助于氨氣緩慢釋放，W達(dá)到去氨目的。
[0025] 本發(fā)明的有益處在于:通過控制化學(xué)成分和潔凈鋼冶煉技術(shù)保證力學(xué)性能、澤透 性和夾雜物穩(wěn)定合格;采用冶煉控制侶工藝，鍛造鐵拔工藝達(dá)到大規(guī)格圓鋼晶粒度不小于6 級(jí)要求;通過冶煉VD真空脫氣和獨(dú)特的鋼材退火工藝達(dá)到去氨目的；解決了大型齒輪鋼的 純凈度、性能、澤透性、晶粒度及白點(diǎn)問題。
【附圖說明】
[0026] 圖1是大型齒輪鋼SCM822H熱處理曲線圖； 圖2是爐號(hào)15203021124大規(guī)格齒輪鋼SCM822H圓鋼晶粒度圖； 圖3是爐號(hào)15203021088大規(guī)格齒輪鋼SCM822H圓鋼晶粒度圖； 圖4是爐號(hào)15203021087大規(guī)格齒輪鋼SCM822H圓鋼晶粒度圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說明。
[002引實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3采用同一工藝流程：電爐一LF一VD一模鑄錠一鍛造 (3500噸快鍛機(jī))一熱處理一探傷。
[0029] 實(shí)施例1 爐號(hào)：15203021124，圓鋼成品規(guī)格Φ 780mm，鍛比：5.83 1.生產(chǎn)工藝 (1)煉鋼工藝 ①成品化學(xué)成分檢驗(yàn)結(jié)果見表6。
[0030] 表6成品化學(xué)成分檢驗(yàn)結(jié)果
②電爐工藝 生鐵配入30噸，廢鋼33.45噸，返回鋼5.6噸，電爐出鋼量65t;裝料前加白灰88化g;取全 烙樣溫度1557°C，出鋼前噴碳粉400kg，電爐出鋼溫度1659°C。
[0031 ] ③LF爐精煉工藝 到位爐中喂侶線240m，全程使用碳化娃及侶粒進(jìn)行擴(kuò)散脫氧和保持氣氛，首批加入量 碳化娃60kg，侶粒30 kg，爐渣變白，溫度1540°C時(shí)取樣1，后續(xù)共加入Ξ批碳化娃和侶粒，共 90kg，保持白渣效果，白渣時(shí)間55 min，出鋼S: 0.005〇/〇。
[0032] ④VD工藝 VD入罐前進(jìn)行化渣處理，控制渣層厚度約60mm，自由空間800mm， VD極限真空度60化，保持時(shí)間20min，大流量氣氣攬拌;開蓋后取樣定陽]1.3 X 10-6; 渣面微動(dòng)，鋼水沒有裸露，軟吹時(shí)間30 min，VD出鋼溫度1594°C。
[0033] ⑤誘注工藝 錠模溫度35°C~40°C;在誘注前對(duì)錠模充氣氣；當(dāng)鋼液上升至帽口線2/3處時(shí)，加入發(fā) 熱劑;誘注過程中采用氣氣保護(hù)誘注。
[0034] (1)鍛造工藝 1220°C?；鰻t鐵粗，鍛比5.83;采用兩鐵兩拔工藝生產(chǎn)，拔長過程有兩道次的重壓， 重壓下量達(dá)到160mm~180mm，終鍛溫度870°C。
[0035] 間熱處理工藝 鍛后空冷至521°C裝爐，650°C保溫20h后升至870°C保溫1化空冷至300°C進(jìn)行保溫lOh 后，再W不大于8〇°C/h升溫至650°C保溫10化，爐冷至400°C，再W不大于15°CA速度降溫至 200°