[发明专利]一种控制齿轮毛坯带状组织的生产方法

说明书

本发明提供了一种控制齿轮毛坯带状组织的生产方法，利用水冷的方法可以使齿坯温度快速冷却，致使先共析铁素体来不及析出或者很少析出，降低齿坯带状组织。采用连铸坯利用本发明中的生产工艺可以获得具有较好带状组织、较好力学性能、较低硬度的齿坯。本发明齿坯相比常规工艺生产的齿坯，在保证力学性能、硬度、淬透性的情况下，能够显著降低齿坯的带状组织，同时可以简化生产工艺，降低生产成本。

技术领域

本发明属于钢生产领域，具体涉及一种控制齿轮毛坯带状组织的生产方法。

背景技术

近年来，由于汽车、高铁和风电等产业的发展，促进了齿轮钢在全球范围内的迅速发展，各国都非常关注齿轮钢的研究。目前，轨道齿轮用钢大都采用18CrNiMo7-6、G20CrNi2Mo、20CrNiMo、20CrMnTi、15CrNi6等，具有高耐磨、耐压、耐冲击、抗塑性变形、抗表面接触疲劳和抗弯曲疲劳等综合性能。

齿轮钢是一种高合金钢，在冶炼凝固过程中横向及纵向上都会出现较严重的成分偏析，这些偏析带呈层状分布，形成较严重的带状组织，带状组织的存在使钢的组织不均匀，并影响齿轮(圈)性能，尤其是使用性能。

目前，齿轮(圈)毛坯一般采用模铸锭(连铸坯)→圆钢→下料→加热→自由锻造→缓冷→正火→高温回火的生产工艺。采用此工艺生产的齿坯具有严重的带状组织，影响渗碳齿轮(圈)的淬透性和使用性能。

专利文献CN201610387104公布了一种齿轮钢带状组织的控制工艺，其工艺包括3次加热、2次锻造，且锻造完之后进行扩氢退火，该发明的齿轮钢带状组织的控制工艺，能够有效地对钢坯的成份进行均匀化，提高其带状组织≤2级的合格率。

专利文献CN201710890323公布了一种18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件的热处理工艺，该方法将18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件加热至950℃～970℃，保温4.7h～5.3h，然后采用空冷、水冷交替的冷却方式进行冷却，再将18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件加热至660℃～680℃进行高温回火处理，最后空冷至室温，进而使得生产出的18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件的金相组织为回火索氏体加少量的贝氏体，金相组织的均匀性达到1级，偏析情况明显改善，且无带状组织，大大提高了力学性能，延长了产品的使用寿命。

专利文献CN201410806975公布了一种齿轮钢带状组织的控制方法以及齿轮钢，该发明采用对齿轮钢加热、轧制以及冷却工艺进行综合控制的方法来实现对齿轮钢带状组织的控制。

但是，上述公开的方法生产工艺复杂，成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种控制齿轮毛坯带状组织的生产方法，采用连铸坯或连铸坯轧坯经加热、成形、水冷、热处理连续生产齿轮(圈)毛坯的生产工艺，本生产工艺相对于常规工艺能够显著降低齿坯的带状组织。

本发明具体技术方案如下：

一种控制齿轮毛坯带状组织的生产方法，包括以下步骤：

a)切料；

b)加热炉加热、高压水除磷；

c)齿轮毛坯成形；

d)将成形后的齿轮毛坯进行落跺；

e)将落跺后的齿轮毛坯浸入水槽内；

f)将水冷后的齿轮毛坯进行空冷；

g)再置于加热炉加热。

步骤a)具体为：按投料重量需求将连铸坯或连铸坯轧坯进行切料；

进一步的，在保证齿轮毛坯锻压比的前提下，坯料尽量选用连铸坯材料；或为了提高锻压比采用连铸坯轧制圆坯；