[发明专利]一种免正火温锻内星轮用钢的制造方法

说明书

本发明属于钢生产领域，公开了一种免正火温锻内星轮用钢的制造方法，本发明钢棒按照质量百分比的元素组成为：C：0.19～0.23％；Si：0.20～0.35％；Mn:1.2～1.40％；P≤0.035％；S：≤0.035％；Cr：1.00～1.30％，Al：0.015～0.045％，N:100～200ppm余量时Fe和不可避免的杂质。工艺为连铸机—蓄热式加热炉—连轧机组轧制—KOCKS减定径机组—6#7#水箱—冷床—下线精整—打包入库。本发明优化成分、偏析指数≤1.1、通过高温加热控制氮化铝溶解均匀析出、控制组织为贝氏体共同配合，使温锻加工可以达到免正火而且控制渗碳后晶粒≥7级的要求。

技术领域

本发明提供了一种免正火温锻内星轮用钢的制造方法。

技术背景

热锻温度通常为950℃以上，会导致锻件表面生成厚氧化铁皮，增加后续修磨量；冷加工由于变形抗力大，会导致磨具损耗严重；为兼顾生产中磨具损耗、提高锻件表面质量，目前内星轮较多采用温锻成型。加工工艺为中频感应加热至850～900℃—预断—精锻—切边冲孔—700～780℃去应力退火—渗碳淬火—表面抛丸—成品。该流程生产的内星轮虽然表面质量优异，但由于锻造温度低锻件内部组织不均匀，储存的变形能大，导致后续渗碳过程中晶粒长大驱动力增大，最终成品出现大面积混晶现象，不适用于高载荷要求内星轮。

为了生产细晶粒内星轮产品，锻造厂家通常在渗碳淬火前，应力退火后增加等温正火工艺，该措施虽可解决内星轮混晶问题，但由于正火温度高，导致表面氧化铁皮大量生成，影响表面质量，同时增加成本，不利于大批量生产。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提出了免正火温锻内星轮用钢，可在不增加等温正火工序下得到晶粒均匀细小的内星轮成品，降低生产成本，提高表面质量。

一种免正火温锻内星轮用钢的制造方法，具体工艺包括：成分优化、连铸生产、控制轧制，具体步骤如下：

钢棒按照质量百分比的元素组成为：C：0.19～0.23％；Si：0.20～0.35％；Mn:1.2～1.40％；P≤0.035％；S：≤0.035％；Cr：1.00～1.30％，Al：0.015～0.045％，N:100～200ppm余量时Fe和不可避免的杂质。

制造方法:

220×260mm断面8机8流弧形连铸机—蓄热式加热炉—连轧机组轧制—KOCKS减定径机组—6#7#水箱—冷床—下线精整—打包入库。

关键工艺参数为：

连铸生产：拉速0.75～0.85m/min，比水量0.25L/Kg，并将二冷比水量分配设定为30％，30％，40％，结晶器电磁搅拌电流为140±5A，频率2±0.2Hz。

钢坯加热：具体加热工艺为：加热一段900～1000℃，加热二段及均热段温度1220～1250℃，高温段加热时间≥80min。

控轧轧制：轧前不穿水，保证进KOCKS温度≥980℃，轧后穿水，控制上冷床温度再650～750℃。

轧制后形成棒材，下游使用后温锻加工成品。具体为：钢棒-下料-中频感应加热850～900℃-预断-精锻-切边冲孔-700～780℃去应力退火-950～960℃渗碳-炉冷至830℃淬火-180℃回火-表面抛丸-成品。

温锻的锻造温度介于钢种两相区，由于两相区变形会产生形变诱导铁素体组织，与过冷奥氏体相比，其硬度低，仅为过冷奥氏体的1/4，因此温锻的变形主要发生在形变诱导形成的铁素体中。组织形变的不均匀导致温锻渗碳后出现大面积的混晶现象。而Mn元素可以增大形变诱导铁素体出现的临界变形量，随着锰含量的提升，临界变形量逐步增大，当锰含量≥1.2％时，可以强烈阻止温锻变形过程中由于变形导致的铁素体产生。但温锻的变形抗力也会随着增大，因此为减小变形抗力，保证温锻过程顺利进行，同时抑制变形时铁素体组织的析出，对钢中Mn含量进行优化，控制1.2～1.4％。