[发明专利]高晶粒度等级齿轮钢20CrMnTiH及其生产工艺

摘要

本发明公开了一种高晶粒度等级齿轮钢20CrMnTiH的生产工艺，其包括转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、连铸、加热和轧制工序，所述钢化学成分的重量百分含量为：C 0.17％～0.21％、Si 0.17％～0.30％、Mn 0.80％～1.20％、Cr 1.00％～1.25％、Ti 0.04％～0.07％、S≤0.035％、P≤0.020％、Als 0.010％～0.035％、Ni≤0.10％、Cu≤0.05％、Mo≤0.01％、O≤0.002％、N 0.003％～0.008％，余量为Fe和不可避免的杂质。采用本方法生产的规格为Φ20mm～Φ90mm的齿轮钢20CrMnTiH奥氏体晶粒度不小于6级，奥氏体晶粒度极差不大于2级，细小均匀的奥氏体晶粒可以显著提高齿轮的强韧性，增强齿轮的抗脆断能力。本方法成本低、生产效率高，产品具有奥氏体晶粒细小均匀、淬透性稳定、加工制成的齿轮强韧性好、使用寿命长的特点。

主权项

1.一种高晶粒度等级齿轮钢20CrMnTiH，其特征在于，所述齿轮钢化学成分的重量百分含量为：C 0.17％～0.21％、Si 0.17％～0.30％、Mn 0.80％～1.20％、Cr 1.00％～1.25％、Ti 0.04％～0.07％、S≤0.035％、P≤0.020％、Als 0.010％～0.035％、Ni≤0.10％、Cu≤0.05％、Mo≤0.01％、O≤0.002％、N 0.003％～0.008％，余量为Fe和不可避免的杂质；所述齿轮钢的奥氏体晶粒度不小于6级，奥氏体晶粒度极差不大于2级，规格为Φ20mm～Φ90mm；所述齿轮钢20CrMnTiH的生产工艺包括转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、连铸、加热和轧制工序，各工序的工艺如下所述：（1）转炉冶炼：转炉采用底吹模式，保证早化渣、化好渣，终点碳控制在0.06wt%～0.12wt%，P控制在0.015wt%及以下，终点温度控制在1640～1660℃；出钢1/4时顺序加入增碳剂、铝制品、硅锰铁、高碳锰铁、中碳铬铁及合成渣和石灰；（2）LF精炼：LF精炼进站加石灰、萤石，喂铝线后根据渣况加碳化硅、铝粒造白渣，控制出站钢中Als=0.015wt%～0.040wt%，白渣保持时间15～30分钟；采用纯钙线处理，喂线后净吹氩时间10～15min；总精炼时间控制在50～60min；出站前钢水温度控制在1640～1650℃；（3）RH精炼：RH处理时间为45～55min，真空度在100Pa及以下，纯脱气处理时间10～15min；处理过程根据钢中Als、Ti含量，适时补加铝粒、钛铁，出站Als=0.013wt%～0.038wt%、Ti=0.04wt%～0.07wt%；软吹氩时间12～18min，软吹时以渣面微动、钢液面不裸露为宜；出站前钢水温度控制在1570～1585℃；（4）连铸：连铸采用全过程保护浇注，钢包长水口采用氩封保护，结晶器使用专用保护渣，中包钢水温度控制在1530～1560℃，连铸拉速控制在1.0～1.2m/min，二冷选用气雾弱冷冷却方式，开启结晶器电磁搅拌，电流350A、频率3Hz，铸坯下线避风堆冷不少于24小时；（5）加热：铸坯在加热炉加热，加热炉加热段温度控制在1050～1130℃，均热段温度控制在1080～1130℃，加热时间控制在120～200分钟；（6）轧制：铸坯开轧温度控制在980～1050℃，终轧温度控制在不大于930℃，圆钢下线避风堆冷不低于24小时。