[发明专利]一种防止20Ni2MoA齿轮钢加工开裂的控制方法

说明书

本发明公开了1、一种防止20Ni2MoA齿轮钢加工开裂的控制方法，C 0.18～0.21%、Si 0.20～0.30%、Mn 0.70～0.80%、P0.018%、S0.005%、Ni 1.65～1.75%，Mo 0.20～0.26%，Cr≤0.15%、Cu≤0.15%，其余为铁和不可避免的杂质；采用电炉冶炼、精炼炉冶炼：连浇炉过热度控制在30℃以内；脱氧、脱硫控制、钙处理；连铸采用低过热度恒拉速浇铸，中间包过热度控制在10‑25ºC，控制铸坯中心偏析，铸坯轧制：冷态20Ni2MoA齿轮钢铸坯在轧钢工序加热升温速率控制在3～5℃/min之间；预热温度不大于840℃，均热温度1160～1200℃，终轧温度设定为880℃，冷却速率为8～10℃/s，钢材组织为粒状贝氏体和少量铁素体。

技术领域

本发明涉及一种防止20Ni2MoA齿轮钢加工开裂的控制方法。

背景技术

20Ni2MoA钢具有良好的淬透性，在非控温热轧状态下，成材产品为贝氏体组织。作为大模数齿轮制作用钢，不仅具有极高的抗拉强度值，而且还具有非常好的冲击韧性值。由于钢中含Ni量高，增加了钢中残余奥氏体的存在，这就为高频强负荷作用下的接触疲劳提供了有效的抗抵效应。钢种的组织特性决定了其对加工过程中升、降温速率极为敏感。这不仅是齿轮生产厂家严密关注的要点，同时也是钢厂生产过程中的重中之重。生产中常常出现的因各种原因产生的裂纹而导致产品成批报废的质量事故，成为困扰许多生产厂家的老大难问题。裂纹是齿轮钢锻压生产中常见的主要缺陷之一，通常是先形成微观裂纹，再扩展成宏观裂纹。锻造工艺过程（包括加热和冷却）中裂纹的产生与受力情况、变形金属的组织结构、变形温度和变形速度等有关。锻造工艺过程中除了工具给与工件的作用力之外，还有因变形不均匀和变形速度不同引起的附加应力、由温度不均匀引起的热应力和由组织转变不同时进行而产生的组织应力。应力状态、变形温度和变形速度是裂纹产生和扩展的外部条件；金属的组织结构是裂纹产生和扩展的内部依据。从大量的锻件裂纹实例分析和重复试验中可以观察到，金属材料的组织和性能是否均匀，对裂纹有重要影响。带状组织是钢的组织缺陷。对齿轮钢而言，严重的带状组织将影响渗碳的均匀性，增加淬火变形程度，使渗碳齿轮尺寸精度差，容易出现锻造过程开裂的情况。为了减轻或消除齿轮钢的带状组织，在炼钢生产过程中应采取适当的技术措施。在冶炼过程中，要尽量降低钢中有害元素、气体及夹杂物的含量；在连铸浇注过程中，要采用低过热度浇注、缓冷控制和电磁搅拌技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防止20Ni2MoA齿轮钢加工开裂的控制方法，着重控制连铸坯内部偏析，钢材产品以贝氏体组织为主，防开裂效果好。

本发明采用的技术方案是：一种防止20Ni2MoA齿轮钢加工开裂的控制方法，

（1）该齿轮钢的成分质量百分百组成为：C含量为0.18～0.21%、Si含量为0.20～0.30%、Mn含量为0.70～0.80%、P含量为0.018%、S含量为0.005%、Ni含量为1.65～1.75%，Mo含量为0.20～0.26%，残余元素Cr≤0.15%、Cu≤0.15%，其余为铁和不可避免的杂质；

（2）电炉冶炼：

[1]电炉必须配加38-45t/炉的铁水，要求使用精料：轧钢返回的切头、切尾及外购重型料，总装入量控制在85吨/炉左右；

[2]电炉渣料通过料仓先期一次性配加石灰3000kg；

[3]采用留碳操作严格控制电炉终点碳含量，控制范围0.10～0.15％；严禁钢水过吹，终点碳＜0.08％,电炉取完终点样等样出钢时禁止吹氧、送电操作；出钢磷小于0.010%，出钢温度大于1610℃，并保证炉内金属料熔化完全，LF精炼初始温度≥1530℃；

[4]电炉合理控制留钢量15t，杜绝出钢毕回摇带渣及因留钢量少造成冶炼困难；严格控制出钢口出钢时间禁止出钢下渣、带渣，出钢时间必须≥120s；