[发明专利]一种齿轮钢的夹杂物控制方法

说明书

本发明公开了一种齿轮钢的夹杂物控制方法，所述齿轮钢的夹杂物控制方法采用转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→方形坯连铸→加热扎制的生产工艺，以20CrMo齿轮钢为例。该齿轮钢的夹杂物控制方法，通过控制好精炼温度、RH精炼时间以及控制软吹氩时间，连铸过程全程氩封保护浇铸，防止钢水接触空气导致增氮，同时，降低含钛齿轮钢的钛合金加入量，从而达到降低氮化钛析出浓度积的目的，大大的降低了齿轮钢的含杂率，使其优于现有的常规齿轮钢质量，并在理论模拟计算的基础上，通过对淬透性有重大影响的C、Mn、Cr等化学元素含量的合理设计，制定合适的连铸工艺降低元素偏析程度，确保了上述元素的窄带化、均匀化控制。

技术领域

本发明涉及特殊钢制造技术领域，具体为一种齿轮钢的夹杂物控制方法。

背景技术

齿轮钢是对可用于加工制造齿轮的钢材的统称，一般有低碳钢如20#钢，低碳合金钢如：20Cr、20CrMnTi等，中碳钢：35#钢、45#钢等，中碳合金钢：40Cr、42CrMo、35CrMo等，都可以称为齿轮钢，这类钢材通常按照使用要求经过热处理之后都具备良好的强度、硬度、和韧性，或者是表面耐磨而心部有良好的韧性耐冲击。

现有的齿轮钢由于具有特殊的用途，在性能上要求极其严格，齿轮在作业状态下，由于齿根部位受弯曲应力作用较明显，易导致表面金属剥落或齿根断裂，因此要求钢质具有较强的抗疲劳强度能力，而为了保证性能，高质量的齿轮钢对纯净度有很高的要求，因此生产高质量的齿轮钢必须要对钢中夹杂物进行严格控制，而降低钢中氧化物夹杂的主要问题是严格控制钢中T的含量，为此，本发明提供一种齿轮钢的夹杂物控制方法。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种齿轮钢的夹杂物控制方法，解决了上述背景技术中提出的问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种齿轮钢的夹杂物控制方法，所述齿轮钢的夹杂物控制方法采用转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→方形坯连铸→加热扎制的生产工艺，以20CrMo齿轮钢为例，其内部组分及重量百分比分别是：Cr：1%~1.2%、Mo：0.05%~0.15%、C：0.30%~0.4%、Mn：0.7%~0.8%、S：0.01%~0.03%、Cu：0.1%~0.2%、Al：0.03%~0.4%、B：0.0001%~0.0003%，Si：0.2%~0.4%，而其具体生产操作如下：

第一步：利用转炉进行冶炼

以上述的组分及其重量比为基准对照，选取适量材料，然后将材料投入到150t氧气顶底复吹转炉中进行冶炼，并将铁水、废钢以及低氮合金加入转炉中，后续获得的钢水，严格控制终点C在0.05~0.1%之间，出钢下渣，最终获得钢水包；

第二步：进行LF精炼

将上述获得钢水包利用现有的吊装设备吊至LF炉工位，对钢水包内部的钢水进行精炼；

第三步：进行RH精炼

将完成LF精炼的钢水包继续利用现有的吊装设备吊移至RH精炼的炼钢的工位，随后对钢水进行真空脱气处理，且在小于0.26kPa真空度以下处理时间要大于二十分钟，真空处理结束后喂入硅钙线进行钙处理，然后弱搅拌镇静，控制软吹氩时间大于十八分钟，保证夹杂物充分上浮；

第四步：；方形坯连铸

将RH精炼后的钢水钢包吊至连铸平台，采用大于四十五度的过热度连铸、恒拉速，并利用结晶器电磁搅拌技术、液面自动控制技术以及氩气对钢水进行全程氩气保护浇注，完成后，将钢坯吊放堆垛缓冷处理或者红送加热轧制；

第五步：加热轧制获得成品钢材

将上述缓冷处理后的铸坯或红送钢坯进行加热，加热温度的范围在一千一百七十摄氏度到一千一百九十摄氏度，加热时间要大于二百一十分钟，钢坯出炉后进行除鳞，保证钢坯表面的氧化铁皮除干净，经轧机轧制后制得低含杂量的20CrMo齿轮钢。