[发明专利]一种水淬铸钢重载齿轮新材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种水淬铸钢重载齿轮新材料，属于铁合金技术领域。一种水淬铸钢重载齿轮新材料，其化学成分按重量百分比为：C：0.15～0.25%，Si：0.30～0.60%，Mn：0.80～1.20%，S≤0.020%，P≤0.020%，Cr：0.90～1.30%，Ni：1.50～2.00%，Mo：0.30～0.50%，Nb：0.010～0.030%，Cu：≤0.30%，Al：≤0.06%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。本发明一种水淬铸钢重载齿轮新材料，能够有效改善合金钢的塑韧性，提高合金钢的综合性能。

技术领域

本发明属于铁合金技术领域，具体涉及一种水淬铸钢重载齿轮新材料及其制备方法。

背景技术

重载齿轮作为重要的大型机械设备，其质量的优劣直接关系到设备的运行安全。其主要运用在矿山机械方面，国家历来对矿山机械在安全、质量等指标上要求极为严格。目前为满足矿山机械节能环保的发展要求和使用工作效率提高的目标，设备的规格越来越大，重载齿轮是其重要零件，其质量关乎设备的安全运行。随着设备的越来越大，对铸钢大齿轮的工况提出了更高的要求，在具有高硬度、高强度和高耐磨性的同时，还要具有良好的塑性。铸钢大齿轮的破坏形式以磨损和应力疲劳为主，由此导致设备停机，常常给用户的使用带来很大的风险。

ZG40CrNi2Mo钢为目前通用的重载齿轮材料，是一种中碳合金高强度钢，同时也属于低合金中碳调质钢，参见国家标准GB/T37682-2019。

文献（云红,申常江,雷小荣.40CrNi2MoA钢大锻件的调质热处理[J].金属热处理,2004,29(12):68-68.）提到40CrNi2MoA钢大锻件经过850℃油淬、550℃回火处理后获得了良好的综合力学性能，整个横截面上的硬度分布比较合理，调质质量稳定可靠，达到了要求的技术条件。

该合金钢采用调质（油淬+回火）工艺以保证材料的综合性能，但采用油淬工艺时存在生产效率低，污染环境，成本较高等问题；同时碳含量相对较高（0.37-0.43%），使得塑韧性不足，会诱发导致裂纹的产生。

专利文献CN105441649A公开了一种提高C-Cr-Mn-Si-Mo合金钢硬度及冲击韧性的方法，组分质量分数为：C:0.32，Cr:0.98-1.04，Mn:0.98，Si:0.47-0.58，Mo:0.17-0.3，Ni:0.08-2.43，P:0.01-0.03，S:0.0001，低合金钢经中频感应电炉熔炼及砂型铸造法浇注成Y型，经1050℃×2h正火+920℃×2h水淬+250℃×2h回火处理。该发明钢V型缺口冲击吸收功为11.9J，硬度50.47HRC，塑韧性较差。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种水淬铸钢重载齿轮新材料，以有效改善合金钢的塑韧性，提高合金钢的综合性能。

本发明的另一个目的是提供一种水淬铸钢重载齿轮新材料的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种水淬铸钢重载齿轮新材料，其化学成分按重量百分比为：C：0.15～0.25%，Si：0.30～0.60%，Mn：0.80～1.20%，S≤0.020%，P≤0.020%，Cr：0.90～1.30%，Ni：1.50～2.00%，Mo：0.30～0.50%，Nb：0.010～0.030%，Cu：≤0.30%，Al：≤0.06%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。