[发明专利]一种电动汽车减速器齿轮用钢的制造方法

说明书

本发明涉及一种电动汽车减速器齿轮用钢的制造方法，属于铁基合金技术领域，尤其涉及一种齿轮用钢。涉及元素成分设计：按质量百分比为C：0.20～0.35％，Si：0.05～0.35％，Mn：1.20～1.60％，Cr：1.10～1.50％，Mo：0.20～0.50％，S：≤0.035％，P：≤0.015％，Cu：≤0.20％，Ni：≤0.20％，Al：0.010～0.080％,N：0.0060～0.0260％，Al/N:1.5～3.9,余量为Fe及不可避免的杂质。冶炼工艺流程：预处理的铁水及优选的废钢→电炉初炼→LF炉精炼→VD炉真空脱气→连铸方坯→连铸方坯抛丸→步进式加热炉加热→高压水除鳞→连铸坯轧制→热轧圆钢表面探伤+内部超声波探伤‑质检‑入库。元素成分配合冶炼工艺，所述钢满足了电动汽车减速器用钢高强度与高疲劳寿命的要求。在淬透性和晶粒均一性方面获得了显著的优势。

技术领域

本发明属于铁基冶金技术领域，更涉及一种齿轮钢的制造方法。

背景技术

电动汽车由于具备噪声小、零排放、舒适干净等优点、是汽车实现自动化、智能化发展的必经途径。目前全球石油使用量正不断上升，而石油可开采量却日益减少，因此电动汽车取代常规燃油汽车是汽车工业发展的必然趋势。纯电动汽车减速器需要满足从低速大扭矩到高速运行的所有复杂工况的特点，因此电动车减速器齿轮要求钢材具有更高的强度与更好的韧性，这也符合电动汽车轻量化发展的趋势。现有电动汽车减速器齿轮用钢通常选用SAE8620H、18CrNiMo7-6等合金含量较高的钢铁材料，该类钢材普遍需要添加较高含量的镍元素，导致钢材的生产成本较高。

发明内容

本发明是要提供一种齿轮用钢的制造方法，该齿轮钢不需要添加镍元素，Ni的含量可以在0.20％以下，另外通过在钢中添加适量的钼元素及优化其他元素含量，以改善不含镍情况下齿轮钢的综合性能，该齿轮钢具有更加均匀细小的晶粒组织，彻底解决晶粒组织开始出现混晶的难题，钢材的强度和韧性优异，具有优异的末端淬透性，作为一款优秀的齿轮钢产品，可作为电动汽车减速器齿轮用钢。

本发明涉及的齿轮钢属于一种全新渗碳齿轮用钢，产品加热到960℃并保温8小时后，钢材的全截面奥氏体晶粒度≥6级，目前国内尚未有性能近似的产品报道。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种电动汽车减速器齿轮用钢的制造方法，包括

(1)元素成分设计：按质量百分比为C：0.20～0.35％，Si：0.05～0.35％，Mn：1.20～1.60％，Cr：1.10～1.50％，Mo：0.20～0.50％，S：≤0.035％，P：≤0.015％，Cu：≤0.20％，Ni：≤0.20％，Al：0.010～0.080％,N：0.0060～0.0260％，Al/N:1.5～3.9,余量为Fe及不可避免的杂质。

(2)冶炼过程：

(2.1)初炼：电炉选用20％-60％的优质铁水与废钢作为原料，在初炼过程中通过控制往钢水中吹氧量以及热量供应的关系：吨钢吹氧量为50立方米-85立方米，吨钢供电量为150-400度，降低钢水中P及残余元素，并控制初炼炉出钢时的终点碳不小于0.05％防止钢水过氧化；

(2.2)精炼：过程中对钢水脱氧，分多次往钢液中同时添加Al元素与N元素，每次添加Al元素与N元素后取钢液样品分析钢液的化学成分，直至钢液中的Al含量与N含量达到设计范围和比例，脱氧过程中钢包采用底吹氩气的方式搅拌钢水，营造钢水动力学条件，使钢液中的非金属夹杂物充分上浮；

(2.3)真空脱气；

(2.4)铸造钢坯：采用连铸工艺或浇注工艺铸造钢坯，在连铸过程中，浇注过热度控制在20-40℃，连铸拉速控制在0.80-0.90m/min，对钢流的比水量控制在0.75-1.0L/kg，以控制铸坯表面与内部质量；