窄淬透性齒輪鋼及其製備方法
2023-04-26 18:43:06
專利名稱：窄淬透性齒輪鋼及其製備方法
技術領域：
本發明屬於材料製備領域，特別是涉及一種窄淬透性齒輪鋼及其製備方法。
背景技術：
齒輪鋼具有高碳的耐磨表層和低碳的高強韌性心部，以使其能承受巨大的衝擊載荷、接觸應力和磨損，該鋼種在應用時，通常應滿足加工性和使用性兩個方面的基本要求。 高性能齒輪鋼研製和開發正日益受到重視。齒輪鋼是汽車材料中用量較大，要求較高的關鍵材料之一，它不僅影響車輛壽命， 能耗等技術經濟指標，而且對於滿足安全、環保及舒適要求也至關重要。我國汽車工業的蓬勃發展，不僅使齒輪鋼產量有大幅度提高，而且對其質量的要求也越來越高，促進了汽車材料的升級換代。節能、環保、安全、舒適、智能和網絡是汽車工業技術發展的總趨勢，汽車工業發展對零件發展的要求是節約合金(Cr、Ni、Mo等元素)資源，這就需要從設計上開發最經濟的齒輪鋼，能夠滿足輕、中、重型汽車齒輪的性能要求。為了提高汽車的安全性和可靠性，對齒輪鋼的淬透性、非金屬夾雜物、氧含量、顯微組織等都提出了越來越高的要求。目前，評價高質量的齒輪鋼主要表現在四個方面一、末端淬透性帶窄，離散度小 (一般水平6 8HRC，先進水平4飛HRC) ；二、純潔度高(一般水平全氧< 20ppm，先進水平全氧 (15ppm)；三、晶粒度細小均勻(一般水平為5級，先進水平為6級)；四、加工性能好。但現有技術齒輪鋼的末端淬透性帶寬，如中國專利申請號為201110156328.9， 申請日為2011年6月10日，發明創造名稱為一種高強高韌耐蝕高溫軸承齒輪鋼及製備方法的專利申請，該專利申請公開的軸承齒輪鋼化學元素重量百分配比為C :0. 10%
0.22%, Mn ^ 0. 5%, Si ^ 0. 5%, Cr :12. 0% 15. 0%, Ni :1. 50% 3. 00%, Mo :4. 00% 6. 00%, V 0. 50% 0. 90%, Co :12. 0% 15. 0%, W :0. 30% 2. 00%, Nb :0. 02% 0. 08%, 其中V/Nb 25 35，Mo/ff 6 12，Co/Mo 2 3，Cr+6Si+4Mo+l. 5ff+llV+5Nb 彡 52%, 40C+2Mn+4Ni+30N+2Co ^ 42%,
+ [N] + [H] ( 0. 0040%，餘量為 Fe 及不可避免的雜質；工藝過程為成分配比與控制一真空冶煉一鋼錠熱加工成材一鋼材表面硬化處理一鋼材熱處理，雖然可以滿足服役過程中承受高溫及腐蝕環境作用的軸承齒輪鋼的要求，但是，末端淬透性較寬，且Cr的含量較高，進而使得生產成本較高。
發明內容
本發明為解決以上技術問題是，提供一種既具備較好的耐磨性和耐高溫性，又具備較高的淬透性和較窄的末端淬透性的窄淬透性齒輪鋼。為實現本發明目的，本發明所用的技術方案是提供一種窄淬透性齒輪鋼，它含有以下質量百分比的組份
C 0. 18% 0· 22%, Si 0. 20% 0· 30%, Mn :0. 90%" 1. 15%, P ^ 0. 030%, S ^ 0. 030%, Cr
1.00%" 1. 35%, Ti 0. 049Γ0. 08%, B 0. 004% 0· 005%, W 0. 025% 0· 038%,
^ 11. 5X 1(Γ6， [H]彡L5X10—6，[N] :35Χ10_6 45Χ10—6，其餘為!^e和不可避免的雜質。
與現有技術相比，本發明具有如下顯著優點或有益效果
(1)由於在Cr-Mn-Ti系齒輪鋼主體成分適當調整的前提下，利用鋼中Ti元素固氮和細化晶粒的作用，以及在C、Cr、Mn等元素提高鋼淬透性作用的基礎上，添加了微量的B元素，B提高淬透性的作用機理為對鋼的淬透性起作用的是固溶硼，作用機理主要是硼在奧氏體晶界的偏聚；微量固溶硼即可強烈提高鋼的淬透性；碳和氧、氮等元素對硼提高鋼的淬透性作用有重要影響；利用多種元素的複合作用，顯著提高並穩定鋼的淬透性；同時還用替代部分Cr和Mn，B元素的價格要低於Cr元素和Mn元素的價格，因此使得本發明具有淬透性高和末端淬透性帶窄，使用性能較高，且生產成本較低的優點。(2) W成分中一方面起到固溶強化作用；另一方面，與狗形成狗#，對鋼產生強化作用，W具有較小擴散係數，可以抑制碳化物生成與凝聚，W抑制!^e2W粗大化，加入W可以提高鋼耐磨性及高溫性能，但隨著加入W量的增大，生成碳化物不易擴散，這就降低了鋼加工性能及鋼的韌性，故本發明將W控制在0. 0259Γ0. 038%,使得本發明的齒輪鋼在具有穩定的淬透性同時，還具有較高的耐磨性和高溫性能。本發明要解決另一技術問題是提供一種可製備純淨度較高、晶粒均勻性較好、晶粒細小及末端淬透性較好的窄淬透性齒輪鋼的製備方法，它包括以下步驟
1)頂底複合吹煉轉爐初煉
從高爐加入轉爐的鐵水成分為:C 3. 80% 4. 80%, Si :0. 50% 0· 70%, Mn :0. 40% 0· 60%, P彡0. 12%，S彡0. 012%，其餘為鐵和不可避免的雜質；鐵水的溫度為133(Tl390°C ；吹氧時間為1Γ16 min，氧槍噴頭採用五孔拉瓦爾型噴嘴，噴孔夾角為13° 15°，出口馬赫數Ma 值為2. 0 ；終點放鋼碳控制在0. 08% 0. 15%，控制轉爐下渣，下渣時採用刺狀擋渣球擋渣， 鋼包渣層厚度控制在陽mm以下，出鋼溫度為163(Tl670°C ；
2)鋼包脫氧合金化
脫氧採用鋁錳和鈦鐵，並在放鋼後期加頂渣石灰渣洗；
3)LF精煉(Ladle Furnace的簡稱，也稱為鋼包精煉)
LF精煉爐精煉臨近結束時，餵入硼鐵和鈦鐵的複合包芯線，控制鋼中含有鎢的質量百分比保持在0. 0259Γ0. 038% ；
其中，吹氬LF精煉過程全程吹氬，進站前期控制氬氣為4(T50L/min，中後期控制氬氣為20 L/min，後期軟吹控制為10 L/min ；
脫氧、造渣脫硫採用強脫氧劑Al沉澱脫氧加SiC粉擴散脫氧的複合脫氧方式，在LF 精煉中後期，加入SiC粉；並在LF精煉爐精煉過程中或結束時，採用餵鋁線的方法餵加鋁， 並在精煉工位取樣分析[A1]S1，將終點TAl控制在0. 0209Γ0. 03%,Ca/Al的比值控制在0. 1 以上；
白渣操作LF精煉爐採用白渣工藝，其中鹼度為2. 8^3. 0，渣中(FeO+ MnO) <4%，LF出站溫度控制在1590 1605 °C之間；
4)RH精煉(Ruhstahl hausen Process的縮寫，煉鋼的一種真空脫氣方法，它利用真空罐底部兩條插入鋼液的耐火管，其中一條通以氬氣，導致兩管內的鋼液產生密度差，從而使鋼液在鋼包與真空罐之間上下循環流動，發生脫氣反應。)
精煉前先將真空室預熱，且在精煉的間隙及精煉的過程中對真空室進行加熱保溫，鋼包在RH工位的處理時間為3(T35 min,處理過程中循環鋼液的當量次數為3次，循環流量為38 42 t/min ； 5)連鑄
連鑄全程採用無氧化保護澆注，大包採用密封墊及氬封，中間包選擇T形的中間包，鋼液在中間包的停留時間為9min ；結晶器採用雙側孔浸入式水口，側孔傾角為向下15° ；結晶器的振動頻率為300次/min，振幅為士4. 5 mm,負滑脫率為25% 40% ；拉坯矯直裝置採用五點矯直，拉速為1. 38 1. 40m/min，連鑄機的圓弧半徑為16. 50 m。所述的步驟1)中噴孔夾角為14°。所述的步驟1)中從高爐出來的鐵水經過佔鐵水總質量20%的Mg和80%的CaO脫硫劑噴粉法脫硫處理後再進入轉爐。與現有技術相比，本發明具有如下顯著優點或有益效果
(1)由於在Cr-Mn-Ti系齒輪鋼主體成分適當調整的前提下，利用鋼中Ti元素固氮和細化晶粒的作用，以及在C、Cr、Mn等元素提高鋼淬透性作用的基礎上，添加了微量的B元素，B提高淬透性的作用機理為對鋼的淬透性起作用的是固溶硼，作用機理主要是硼在奧氏體晶界的偏聚；微量固溶硼即可強烈提高鋼的淬透性；碳和氧、氮等元素對硼提高鋼的淬透性作用有重要影響；利用多種元素的複合作用，顯著提高並穩定鋼的淬透性；同時還用替代部分Cr和Mn，B元素的價格要低於Cr元素和Mn元素的價格，因此使得本發明具有淬透性高和末端淬透性帶窄，使用性能較高，且生產成本較低的優點。(2) W成分中一方面起到固溶強化作用；另一方面，與狗形成狗#，對鋼產生強化作用，W具有較小擴散係數，可以抑制碳化物生成與凝聚，W抑制!^e2W粗大化，加入W可以提高鋼耐磨性及高溫性能，但隨著加入W量的增大，生成碳化物不易擴散，這就降低了鋼加工性能及鋼的韌性，故本發明將W控制在0. 0259Π). 038%,使得本發明的齒輪鋼在具有穩定的淬透性同時，還具有較高的耐磨性和高溫性能。(3)由於在放鋼後期加頂渣石灰渣洗，則可提高鋼包渣的鹼度，進而提高渣的脫硫能力，同時還有利於吸附夾雜，進一步淨化鋼液，使得產品的純淨度更高，晶粒均勻性也更好。(4)由於LF精煉爐中後期，加入SiC粉，則在保持爐渣的還原性的同時，利用生成的CO還原氣體，減少在電弧加熱時因鋼水裸露在大氣下發生二次氧化，使鋼中氧含量進一步下降。
具體實施例方式下面結合具體實施實例說明，但本發明不限於以下具體實施實例。實施例1
一種窄淬透性齒輪鋼，它含有以下質量百分比的組份
C (碳):0.20%，Si (矽):0. 26%，Mn (猛)1·02%，Ρ (磷):0.010%, S (硫):0. 008%，Cr (鉻): 1. 19%, Ti (鈦)0·06%，Β (硼)0. 0045%，W (鎢)0. 032%，
11. OXlO-6, [H] :1·2Χ1(Γ6， [N] :40X 10_6，其餘為Fe (鐵)和不可避免的雜質。上述窄淬透性齒輪鋼的製備方法，它包括以下步驟 1)頂底複合吹煉轉爐初煉
高爐鐵水經過佔鐵水總質量20%的Mg和80%的CaO脫硫劑噴粉法脫硫處理後再進入頂底複合吹煉轉爐進行初煉；入頂底複合吹煉轉爐的鐵水成分為C 4. 2%，Si 0. 60%, Mn 0. 48%，P 0. 098%, S 0. 005%，其餘為鐵和不可避免的雜質，入轉爐的鐵水溫度為1350°C ； 吹氧時間15 min，氧槍噴頭採用五孔拉瓦爾型噴嘴，噴孔夾角為14°，出口馬赫數Ma取為 2. 0 ；終點放鋼碳控制在0. 11%，嚴格控制轉爐下渣，採用刺狀擋渣球擋渣，鋼包渣層厚度控制在55 mm以下，出鋼溫度控制為1650°C ；
2)鋼包脫氧合金化
脫氧採用鋁錳和鈦鐵，能有效脫除鋼水中的氧，並且對爐渣也有一定的脫氧能力，放鋼後期加頂渣石灰渣洗，以提高鋼包渣的鹼度，提高渣的脫硫能力，同時還有利於吸附夾雜， 淨化鋼液；
3)LF精煉
LF精煉爐精煉臨近結束時，餵入硼鐵和鈦鐵的複合包芯線，控制鋼中含有0. 032%的
鎢；
其中，吹氬LF精煉過程全程吹氬，以利於成分均勻和非金夾雜物的去除，精確控制精煉各階段的氬氣流量，進站前期控制氬氣為45L/min，中後期控制氬氣為20 L/min，後期軟吹控制為10 L/min ；
脫氧、造渣脫硫在爐渣還原性較好的LF爐中後期，加入SiC粉，保持爐渣的還原性，利用生成的CO還原氣體，減少在電弧加熱時因鋼水裸露在大氣下發生二次氧化；在鋼包爐精煉過程中或結束時，採用餵鋁線的方法，使鋼中氧含量進一步下降；採用強脫氧劑Al沉澱脫氧加SiC粉擴散脫氧的複合脫氧方式，控制出鋼前鋼包中加人足量的脫氧鋁，並在精煉工位取樣分析[Al]S1，適量餵加鋁，將終點TAl控制在0. 025%，Ca/Al的比值控制在0. 16 ；
白渣操作LF爐採用白渣工藝，其鹼度為2. 9，渣中(FeO+ MnO)為3. 4%，進一步強化脫氧、脫硫，LF出站溫度控制在1600 V ；
4)RH精煉
精煉前先將真空室預熱，且在精煉的間隙及精煉的過程對真空室進行加熱保溫，鋼包在RH工位的處理時間為32 min，處理過程中循環鋼液的當量次數為3次，循環流量為40 t/ min ；
5)連鑄
連鑄全程採用無氧化保護澆注，大包採用密封墊及氬封，中間包選擇T形的中間包，鋼液在中間包的停留時間為9min ；結晶器採用雙側孔式浸入式水口，側孔傾角為向下15° ； 結晶器的振動頻率為300次/min，振幅為士4. 5 mm,負滑脫率為32% ；拉坯矯直裝置採用五點矯直，拉速取為1. 39m/min，連鑄機的圓弧半徑為16. 50 m。 本實施例的一種窄淬透性齒輪鋼中，在Cr-Mn-Ti系齒輪鋼主體成分適當調整的前提下，添加微量B元素，B的含量為0. 0045%，利用鋼中Ti元素固氮和細化晶粒，以及在 C、Cr、Mn等元素提高鋼淬透性作用的基礎上，添加微量B元素，利用多種元素的複合作用， 顯著提高和穩定鋼的淬透性，並可用B替代部分Cr、Mn，具有淬透性高和穩定、帶窄，使用性能高，且生產成本低的優點；同時，W在本發明中是鋼的主要強化元素，一方面固溶強化，另一方面，形成狗#，對鋼產生強化作用，W具有較小擴散係數，可以抑制碳化物生成與凝聚， W抑制!^e2W粗大化，加入W可以提高鋼耐磨性及高溫性能，本發明將W控制在0. 032%,使得本發明的齒輪鋼在具有穩定的淬透性同時，提高了鋼得耐磨性及高溫性能。
6
本實施例製得的齒輪鋼通過熱處理後，進行高倍檢驗，其帶狀組織為1. 0級，末端淬透性的J9為44. 9 HRC, J15為40. 9 HRC，硬度為196。實施例2
一種窄淬透性齒輪鋼，它含有以下質量百分比的組份
C 0. 18%, Si 0. 30%, Mn :0. 90%, P :0. 012%, S :0. 010%, Cr 1. 35%, Ti :0. 04%, B 0. 005%, W 0. 025%,
:11. 5X10—，[H] :1. 4X 1(Γ6，[N] :45 X 10_6，其餘為！^ 和不可避免的雜質。上述窄淬透性齒輪鋼的製備方法，它包括以下步驟
1)頂底複合吹煉轉爐初煉
高爐鐵水經過佔鐵水總質量20%的Mg和80%的CaO脫硫劑噴粉法脫硫處理後再進入頂底複合吹煉轉爐進行初煉；入頂底複合吹煉轉爐的鐵水成分為C 3. 8%，Si 0. 50%, Mn 0. 40%, P 0. 010%, S 0. 095%，其餘為鐵和不可避免的雜質，入轉爐的鐵水溫度為1330°C ； 吹氧時間14 min，氧槍噴頭採用五孔拉瓦爾型噴嘴，噴孔夾角為13°，出口馬赫數Ma取為 2. 0 ；終點放鋼碳控制在0. 08%，嚴格控制轉爐下渣，採用刺狀擋渣球擋渣，鋼包渣層厚度控制在55 mm以下，出鋼溫度控制為1630°C ；
2)鋼包脫氧合金化
脫氧採用鋁錳和鈦鐵，能有效脫除鋼水中的氧，並且對爐渣也有一定的脫氧能力，放鋼後期加頂渣石灰渣洗，以提高鋼包渣的鹼度，提高渣的脫硫能力，同時還有利於吸附夾雜， 淨化鋼液；
3)LF精煉
LF精煉爐精煉臨近結束時，餵入硼鐵和鈦鐵的複合包芯線，控制鋼中含有0. 025%的
鎢；
其中，吹氬LF精煉過程全程吹氬，以利於成分均勻和非金夾雜物的去除，精確控制精煉各階段的氬氣流量，進站前期控制氬氣為40L/min，中後期控制氬氣為20 L/min，後期軟吹控制為10 L/min ；
脫氧、造渣脫硫在爐渣還原性較好的LF爐中後期，加入SiC粉，保持爐渣的還原性，利用生成的CO還原氣體，減少在電弧加熱時因鋼水裸露在大氣下發生二次氧化；在鋼包爐精煉過程中或結束時，採用餵鋁線的方法，使鋼中氧含量進一步下降；採用強脫氧劑Al沉澱脫氧加SiC粉擴散脫氧的複合脫氧方式，控制出鋼前鋼包中加人足量的脫氧鋁，並在精煉工位取樣分析[Al]S1，適量餵加鋁，將終點TAl控制在0. 020%, Ca/Al的比值控制在0. 11 ； 白渣操作LF爐採用白渣工藝，其鹼度為2. 8，渣中(FeO+ MnO)為3. 8%，進一步強化脫氧、脫硫，LF出站溫度控制在1590 V ；
4)RH精煉
精煉前先將真空室預熱，且在精煉的間隙及精煉的過程對真空室進行加熱保溫，鋼包在RH工位的處理時間為30 min，處理過程中循環鋼液的當量次數為3次，循環流量為38 t/ min ；
5)連鑄
連鑄全程採用無氧化保護澆注，大包採用密封墊及氬封，中間包選擇T形的中間包，鋼液在中間包的停留時間為9min ；結晶器採用雙側孔式浸入式水口，側孔傾角為向下15° ；結晶器的振動頻率為300次/min，振幅為士4. 5 mm,負滑脫率為25% ；拉坯矯直裝置採用五點矯直，拉速取為1. 38m/min，連鑄機的圓弧半徑為16. 50 m。本實施例製得的齒輪鋼通過熱處理後，進行高倍檢驗，其帶狀組織為1. 0級，末端淬透性的J9為43. 8 HRC, J15為40. 4 HRC，硬度為194。實施例3
一種窄淬透性齒輪鋼，它含有以下質量百分比的組份
C 0. 22%, Si 0. 20%, Mn 1. 15%, P 0. 016%, S 0. 013%, Cr 1. 00%, Ti 0. 08%, B 0. 004%, W 0. 038%,
:10· 8Χ1(Γ6，[H] :1.44Χ1(Γ6，[N] :35X 10_6，其餘為鐵和不可避免的雜質。上述窄淬透性齒輪鋼的製備方法，它包括以下步驟
1)頂底複合吹煉轉爐初煉
高爐鐵水經過佔鐵水總質量20%的Mg和80%的CaO脫硫劑噴粉法脫硫處理後再進入頂底複合吹煉轉爐進行初煉；入頂底複合吹煉轉爐的鐵水成分為C 4. 8%，Si 0. 70%, Mn 0. 60%, P 0. 008%, S 0. 008%，其餘為鐵和不可避免的雜質，入轉爐的鐵水溫度為1390°C ； 吹氧時間16 min，氧槍噴頭採用五孔拉瓦爾型噴嘴，噴孔夾角為15°，出口馬赫數Ma取為 2. 0 ；終點放鋼碳控制在0. 15%，嚴格控制轉爐下渣，採用刺狀擋渣球擋渣，鋼包渣層厚度控制在55 mm以下，出鋼溫度控制為1670°C ；
2)鋼包脫氧合金化
脫氧採用鋁錳和鈦鐵，能有效脫除鋼水中的氧，並且對爐渣也有一定的脫氧能力，放鋼後期加頂渣石灰渣洗，以提高鋼包渣的鹼度，提高渣的脫硫能力，同時還有利於吸附夾雜， 淨化鋼液；
3)LF精煉
LF精煉爐精煉臨近結束時，餵入硼鐵和鈦鐵的複合包芯線，控制鋼中含有0. 025%的
鎢；
其中，吹氬LF精煉過程全程吹氬，以利於成分均勻和非金夾雜物的去除，精確控制精煉各階段的氬氣流量，進站前期控制氬氣為50L/min，中後期控制氬氣為20 L/min，後期軟吹控制為10 L/min ；
脫氧、造渣脫硫在爐渣還原性較好的LF爐中後期，加入SiC粉，保持爐渣的還原性，利用生成的CO還原氣體，減少在電弧加熱時因鋼水裸露在大氣下發生二次氧化；在鋼包爐精煉過程中或結束時，採用餵鋁線的方法，使鋼中氧含量進一步下降；採用強脫氧劑Al沉澱脫氧加SiC粉擴散脫氧的複合脫氧方式，控制出鋼前鋼包中加人足量的脫氧鋁，並在精煉工位取樣分析[Al] S1，適量餵加鋁，將終點TAl控制在0. 030%, Ca/Al的比值控制在0. 19 ； 白渣操作LF爐採用白渣工藝，其鹼度為3. 0，渣中(FeO+ MnO)為2. 5%，進一步強化脫氧、脫硫，LF出站溫度控制在1605 V ；
4)RH精煉
精煉前先將真空室預熱，且在精煉的間隙及精煉的過程對真空室進行加熱保溫，鋼包在RH工位的處理時間為35 min，處理過程中循環鋼液的當量次數為3次，循環流量為42 t/ min ；
5)連鑄連鑄全程採用無氧化保護澆注，大包採用密封墊及氬封，中間包選擇T形的中間包，鋼液在中間包的停留時間為9min ；結晶器採用雙側孔式浸入式水口，側孔傾角為向下15° ； 結晶器的振動頻率為300次/min，振幅為士4. 5 mm,負滑脫率為40% ；拉坯矯直裝置採用五點矯直，拉速取為1. 40m/min，連鑄機的圓弧半徑為16. 50 m。本實施例製得的齒輪鋼通過熱處理後，進行高倍檢驗，其帶狀組織為1. 0級，末端淬透性的J9為43. 6HRC，J15為39. 9 HRC，硬度為195。以上實施例僅為本發明的較佳實施例，本發明不僅限於以上實施例還允許有其它結構變化，凡在本發明獨立權要求範圍內變化的，均屬本發明保護範圍。
權利要求
1.一種窄淬透性齒輪鋼，其特徵在於它含有以下質量百分比的組份C 0. 18% 0· 22%, Si 0. 20% 0· 30%, Mn :0. 90%" 1. 15%, P ^ 0. 030%, S ^ 0. 030%, Cr 1. 00%" 1. 35%, Ti 0. 049Γ0. 08%, B 0. 004% 0· 005%, W 0. 025% 0· 038%,
^ 11. 5X 1(Γ6， [H]彡L5X10—6，[N] :35Χ10_6 45Χ10—6，其餘為!^e和不可避免的雜質。
2.—種窄淬透性齒輪鋼的製備方法，其特徵在於它包括以下步驟1)頂底複合吹煉轉爐初煉從高爐加入轉爐的鐵水成分為:C 3. 80% 4. 80%, Si :0. 50% 0· 70%, Mn :0. 40% 0· 60%, P彡0. 12%，S彡0. 012%，其餘為鐵和不可避免的雜質；鐵水的溫度為133(Tl390°C ；吹氧時間為1Γ16 min，氧槍噴頭採用五孔拉瓦爾型噴嘴，噴孔夾角為13° 15°，出口馬赫數Ma 值為2. 0 ；終點放鋼碳控制在0. 08% 0. 15%，控制轉爐下渣，下渣時採用刺狀擋渣球擋渣， 鋼包渣層厚度控制在陽mm以下，出鋼溫度為163(Tl670°C ；2)鋼包脫氧合金化脫氧採用鋁錳和鈦鐵，並在放鋼後期加頂渣石灰渣洗；3)LF精煉LF精煉爐精煉臨近結束時，餵入硼鐵和鈦鐵的複合包芯線，控制鋼中含有鎢的質量百分比保持在0. 0259Γ0. 038% ；其中，吹氬LF精煉過程全程吹氬，進站前期控制氬氣為4(T50L/min，中後期控制氬氣為20 L/min，後期軟吹控制為10 L/min ；脫氧、造渣脫硫採用強脫氧劑Al沉澱脫氧加SiC粉擴散脫氧的複合脫氧方式，在LF 精煉中後期，加入SiC粉；並在LF精煉爐精煉過程中或結束時，採用餵鋁線的方法餵加鋁， 並在精煉工位取樣分析[A1]S1，將終點TAl控制在0. 0209Γ0. 03%,Ca/Al的比值控制在0. 1 以上；白渣操作LF精煉爐採用白渣工藝，其中鹼度為2. 8^3. 0，渣中(FeO+ MnO) <4%，LF出站溫度控制在1590 1605 °C之間；4)RH精煉精煉前先將真空室預熱，且在精煉的間隙及精煉的過程中對真空室進行加熱保溫，鋼包在RH工位的處理時間為3(T35 min，處理過程中循環鋼液的當量次數為3次，循環流量為 38 42 t/min ；5)連鑄連鑄全程採用無氧化保護澆注，大包採用密封墊及氬封，中間包選擇T形的中間包，鋼液在中間包的停留時間為9min ；結晶器採用雙側孔浸入式水口，側孔傾角為向下15° ；結晶器的振動頻率為300次/min，振幅為士4. 5 mm,負滑脫率為25% 40% ；拉坯矯直裝置採用五點矯直，拉速為1. 38 1. 40m/min，連鑄機的圓弧半徑為16. 50 m。
3.根據權利要求2所述的窄淬透性齒輪鋼的製備方法，其特徵在於所述的步驟1)中噴孔夾角為14°。
4.根據權利要求2所述的窄淬透性齒輪鋼的製備方法，其特徵在於所述的步驟1)中從高爐出來的鐵水經過佔鐵水總質量20%的Mg和80%的CaO脫硫劑噴粉法脫硫處理後再進入轉爐。
全文摘要
一種窄淬透性齒輪鋼，它含有以下質量百分比的組份C0.18%~0.22%，Si0.20%~0.30%，Mn0.90%~1.15%，P≤0.030%，S≤0.030%，Cr1.00%~1.35%，Ti0.04%~0.08%，B0.004%~0.005%，W0.025%~0.038%，[O]≤11.5×10-6，[H]≤1.5×10-6，[N]35×10-6~45×10-6，其餘為Fe和不可避免的雜質；一種窄淬透性齒輪鋼的製備方法，它包括以下步驟1)頂底複合吹煉轉爐初煉；2)鋼包脫氧合金化；3)LF精煉；4)RH精煉；5)連鑄；與現有技術相比，本發明具備較好的耐磨性和耐高溫性，又具備較高的淬透性和較窄的末端淬透性的特點。
文檔編號C21C5/35GK102400052SQ20111038623
公開日2012年4月4日 申請日期2011年11月29日 優先權日2011年11月29日
發明者盛曉明 申請人:寧波藍鼎電子科技有限公司