[发明专利]一种大断面齿轮钢连铸圆坯加热工艺

说明书

本发明公开了一种大断面齿轮钢连铸圆坯(φ650mm断面)加热工艺，该工艺包括预热段、加热Ⅰ段、加热Ⅱ段和均热段。本发明在不产生过烧、不产生表面裂纹前提下，设计了大规格齿轮钢圆坯的加热工艺，满足了大断面齿轮钢连铸圆坯的加热、轧制生产，可满足齿轮钢用户对晶粒度≥6.0级，带状组织≤2.5级的要求。

技术领域

本发明属于冶金工程领域，具体的说，是涉及一种大断面齿轮钢连铸圆坯的加热工艺。

背景技术

齿轮钢是汽车、铁路、船舶、工程机械传动中齿轮、齿轮轴的关键材料，是保证安全的核心部件的制造材料，质量要求严格，要求具有良好的淬透性、奥氏体晶粒度，以及≤2.5级的带状组织。

齿轮钢要求可靠性、安全性以及较长使用寿命，钢中带状组织的存在能明显影响齿轮钢的性能，降低齿轮的可靠性和使用寿命，给使用带来安全隐患。

齿轮钢钢连铸坯加热过程实际上是将连铸过程中产生的组织不均、成分偏析、内应力等缺陷得到改善，对改善齿轮钢带状组织有至关重要的作用，如果加热工艺不合理将导致齿轮钢奥氏体晶粒度粗大，带状组织超标，不能满足齿轮钢用户使用要求。

采用φ500-650mm大断面齿轮钢连铸圆坯轧制成φ150mm～310mm的钢材，由于φ500-650mm断面尺寸大，连铸圆坯必然存在严重的枝晶偏析，粗大枝晶在轧制时沿变形方向被拉长，并逐渐与变形方向一致，形成了以铁素体为主的带与以珠光体为主的带彼此交替的带状组织。成分偏析越严重，形成的带状组织也越严重。需要在连铸坯的加热中采用合理的工艺来使形成枝晶偏析的元素(如Mn等)、残余碳化物扩散均匀，达到理想的奥氏体均匀化，同时使奥氏体的晶粒尺寸超过原始带状的条带宽度，以减轻原始带状，同时不能出现铸坯过烧或表面裂纹缺陷。因此，如何采用合理的加热工艺，改善枝晶偏析，奥氏体均匀化并防止出现过烧、避免出现表面裂纹，成为本领域工程技术人员急需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种大断面齿轮钢连铸圆坯的加热工艺，该工艺有效提高大断面齿轮钢连铸圆坯奥氏体均匀化，改善大规格连铸圆坯的枝晶偏析和成分偏析，提高成材的晶粒度，降低成材的带状组织级别。

一种大断面齿轮钢连铸圆坯的加热工艺，所述加热工艺包括预热Ⅰ段、加热Ⅰ段、加热II段和均热段，具体步骤包括：

1)预热Ⅰ段：大断面齿轮钢连铸圆坯在预热Ⅰ段加热，预热Ⅰ段炉温500～950℃，加热时间≥3h；

2)加热Ⅰ段：大断面齿轮钢连铸圆坯在加热Ⅰ段加热，加热Ⅰ段炉温1050～1180℃，加热时间≥1.5h；

3)加热II段：大断面齿轮钢连铸圆坯在加热II段加热，加热II段炉温1220～1280℃，加热时间≥2.5h；其中高温扩散时间≥1.5h。

4)均热段：大断面齿轮钢连铸圆坯在均热段加热时，均热段炉温1200～1250℃，高温扩散时间≥2h。

优选地，步骤1)中，预热Ⅰ段炉温550-900℃，加热时间3.0-4.0h。

优选地，步骤2)中，加热Ⅰ段炉温1060-1180℃，加热时间1.5-2.5h。

优选地，步骤3)中，加热II段炉温1230-1270℃，加热时间≥2.5-3.0h；高温扩散时间1.5-2.5h。

优选地，步骤4)中，均热段炉温1200～1250℃1210-1240℃，加热时间2.0-3.0h。

与现有技术相比，本发明的优势在于：