[发明专利]一种SAE8620H齿轮钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种主要用于制造各种重型汽车、重型挖掘机、重型吊车、重型机床及其它重型机械的传动齿轮、齿轮轴，且对淬透性要求较高的SAE8620H齿轮钢及其制造方法。

背景技术

SAE8620H钢是从美国AISI(SAE)标准中引进的钢种，广泛用于渗碳和碳氮共渗的Cr-Ni-Mo系表面硬化钢。钢中Cr、Ni、Mo含量较低，具有良好的可锻性、切削加工性和焊接性能，零件可从渗碳温度直接淬火，在渗碳过程中形成碳化物倾向较小。SAE8620H钢主要用于制造各种重型汽车、重型挖掘机、重型吊车、重型机床及其它重型机械的传动齿轮、齿轮轴，也用于制造越野吉普车、越野摩托车等需要传动大扭距的小型齿轮和齿轮轴，要求有良好的强韧性、耐磨性，承受冲击，弯曲和接触应力，且还要变形小、精度高、噪音低。用于制造的齿轮，由于其加工变形量小、淬透性带窄且稳定，是质量要求极为严格的齿轮钢品种之一。

公开号CN201010603965.1，名为“一种CrNiMo系易切削齿轮钢及其制造方法”的发明专利，主要解决了后续加工具有的良好的切削性能、末端淬透性带窄。但该专利发明内容为加S钢，对非金属夹杂物控制情况未做说明，且轧制后采用缓冷工序，增加工序成本。

名为“150t转炉+LF+RH短流程生产齿轮钢SAE8620H的质量分析” 文献，采用短流程工序生产齿轮钢SAE8620H，其化学成分采用窄带控制，平均氧含量控制在16×lO^-6，精炼控制（FeO+MnO）%<1％，连铸采用电磁搅拌等，各项性能指标均达到优质钢材水平。但该文献实际成分配比中，Mn、Cr、Ni、Mo含量控制较高，均偏标准控制的中上限，其中Mn含量实际控制在0.85-0.95%，Cr含量实际控制在0.58-0.65%，Ni含量实际控制在0.55-0.65%，Mo含量实际控制在0.16-0.24%。Ni、Mo元素合金成本昂贵，造成生产成本较高。

名为“SAE8620H钢国产化与应用的研究”、“SAE8620 H汽车齿轮钢的开发”、“SAE8620H齿轮钢的国产化研究”、“高质量齿轮钢SAE8620H(Z)精炼新工艺实践”、“美标SAE8620H齿轮钢的研制”、“重载汽车齿轮钢8620H的研制”等文献，生产制造SAE8620H齿轮钢，都采用传统的电炉冶炼方法，由于电炉生产效率低、成本高，电炉是耗电大户，电力资源不好的地方很难获得批准，利用转炉冶炼是发展的趋势之一。

综上所述，目前生产SAE8620H齿轮钢的钢厂，大都采用传统的电炉冶炼，能耗成本较高；为了提高切削性会采用加S的方法来实现或是为了提高SAE8620H淬透性等性能指标则通过提高昂贵金属Ni、Mo的含量来实现，并采取轧后缓冷工艺。在目前钢铁市场不景气情况下，这些制造方法或工艺无疑会增加了生产制造成本，从而制约钢铁企业的发展。

发明内容

为克服上述的技术缺点，本发明提供一种SAE8620H齿轮钢及其生产方法，它具有性能稳定、使用寿命延长，而且生产成本较低等特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方法是：一种SAE8620H齿轮钢，其组分及重量百分比是：C：0.18%-0.23%，Si：0.15%-0.35%，Mn：0.70-0.90%，S≤0.030%，P≤0.030%，Cr：0.40%-0.65%，Ni:0.40%-0.70%，Mo：0.15%-0.25%， Al:0.025%-0.050%,Cu≤0.20%， Fe：为上述主成分和下述残余成分之外的余量；其还包括如下重量百分比(Wt％)的钢中气体成分： O≤20×10^-6，H≤2×10^-6，N≤70×10^-6。

上述SAE8620H齿轮钢的制造方法，其步骤是：

第一步：转炉冶炼，确保铁水入炉S≤0.020%，钢包使用前一炉为过LF处理且没有生产含Ti或B的钢种，严格控制终点C≥0.06%，采用滑板挡渣，杜绝出钢过程下渣，将终点P控制在≤0.015%，目标P控制在≤0.012%，出钢过程合金添加可根据实际情况调整，实际加入量以钢水成分满足到LF成分控制范围要求为准；

第二步:LF精炼，要求到站温度≥1539℃，确保炉渣流动性良好和渣色变白，过程分少量多批加入脱氧剂维护好精炼渣，底吹Ar气压力控制以钢水不翻出渣面为原则，精炼时间≥55min，出站温度开浇炉控制范围1639±5℃，连浇炉控制范围为1634±5℃；