[发明专利]一种窄淬透性工业齿轮钢及其生产方法

说明书

本发明涉及一种窄淬透性工业齿轮钢，该钢板的各化学成分质量百分比如下：C：0.15%‑0.19%；Si：0.22%‑0.30%；Mn：0.55%‑0.75%；Cr：1.65%‑1.85%；Mo：0.25%‑0.35%；Ni：1.40‑1.70%；S≤0.005%；P≤0.015%；Cu：0.05%‑0.15；N：100‑160ppm；余量为Fe和不可避免的杂质。还涉及一种高端窄淬透性工业齿轮钢的生产方法，包括转炉出钢、精炼、VD高真空、浇铸和连铸步骤。本发明达到了城铁、高铁减速机齿轮钢端淬性能要求。

技术领域

本发明涉及钢铁技术领域，具体涉及一种窄淬透性工业齿轮钢及其生产方法。

背景技术

随着城铁、高铁的快速发展需要，对工业减速机齿轮钢的使用提出了更为苛刻的条件。齿轮箱是高速列车动力传动的关键设备，是高速动车组的十大配套技术之一，也是动车组传动系统中最重要的传动环节之一，对精度和可靠性的要求高，设计制造难度大，与行车安全有很大关系。

末端淬透性的稳定与否，对齿轮钢热处理变形的大小，影响很大。淬透带宽度越窄，离散度越小，越有利于齿轮的加工及提高啮合的精度。淬透性及淬透性带宽，主要取决于化学成分及其均匀性。现有成分齿轮钢带宽大，齿轮钢不满足用户使用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种达到了城铁、高铁减速机齿轮钢端淬性能要求的窄淬透性工业齿轮钢及其生产方法。

本发明的技术方案：

一种窄淬透性工业齿轮钢，该钢板的各化学成分质量百分比如下：C：0.15%-0.19%；Si：0.22%-0.30%；Mn：0.55%-0.65%； Cr：1.65%-1.75%； Mo：0.25%-0.35%； Ni：1.40-1.70%； S≤0.005%； P≤0.015%； Cu：0.05%-0.15；N :100-160PPM，余量为Fe和不可避免的杂质。

一种窄淬透性工业齿轮钢的生产方法，包括转炉出钢、精炼、VD高真空、浇铸和连铸步骤。

进一步地，转炉出钢条件C≥ 0.06%，P≤0.010%，出钢温度1620～1650℃。

进一步地，出钢过程中加钢芯铝、加铝后加入白灰和预熔渣；所述出钢过程中加钢芯铝：白灰：预熔渣质量比为2-3：6-10：5-8。

进一步地，出完钢炉后按120-180米铝线；精炼用碳化硅粉和铝粒进行扩散脱氧，保持炉内还原气氛，白渣保持时间35-55分钟；

精炼用碳化硅粉和铝粒的质量比为10-40：3-6。

进一步地，VD高真空，真空度67Pa以下，保持时间20-27分钟；破空后喂200-300米氮化锰线调整氮含量，喂220-320米铝线。

进一步地，包括浇铸和连铸步骤，所述浇铸步骤钢水过热度20-30℃；所述连铸步骤拉速：0.20-0.25m/min,二冷比水量0.09-0.13l/kg,结晶器电磁搅拌电流及频率100A-200A/2HZ,末端电磁搅拌电流及频率100-200A/6HZ，缓冷入坑温度≥600℃。

城铁、高铁减速机齿轮钢端淬性能要求：屈服强度≥785MPA，抗拉强度≥1080MPA，断面收缩率≥10%，延伸率≥40%，冲击≥40J；端淬HRC要求如下：J5，39-45；J9，39-44；J15，38-44；J25,36-42；J40，33-39；J50，32-38；950℃±5℃保温4小时水冷，奥氏体晶粒度按ASTME112标准≥6级，本发明的百分含量未标明的均为质量百分含量。

本发明的有益效果：

C：0.15%-0.19%（wt%，以下各元素相同），C为碳化物形成元素，可以提高钢的强度，太低时效果不明显，太高时会大大降低钢的韧性。