[发明专利]一种提升机主轴用的新型45MnMo钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金钢的制备方法，具体地说是一种提升机主轴用钢及其制备方法。

背景技术

矿用提升机主轴是主轴装置的主要零部件之一，它承受整个主轴装置自重、外载荷和传递全部扭矩，要求具有足够的抗弯和抗扭强度，能够承受启动、运行和事故时的最大扭曲和弯曲负荷，对材料的性能尤其是抗冲击性能要求较高。矿用提升机主轴在生产和使用中经常有以下问题：

1、一直以来主轴一般为45钢整体锻制，此钢的高温塑性差，在钢的浇注凝固和高温锻造中经常产生裂纹，因此而产生的钢锭废品较多；2、由于夹杂物造成主轴疲劳损坏也是主轴报废的主要原因之一；3、由于冲击性能不合格造成锻件报废较多。

由于以上问题，必须使用一种新的主轴材质及特殊的生产方法，以提高主轴的抗冲击能力、铸造性能和锻造性能，降低主轴用锻件内夹杂物量。45MnMo就是基于以上原因，经过反复实践、摸索产生的一种新型提升机主轴用钢。

发明内容

    本发明所要解决的技术问题是提供一种提升机主轴用的新型45MnMo钢及其制备方法，保证主轴使用性能的要求，同时减少钢锭因裂纹造成的废品。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种提升机主轴用的新型45MnMo钢，采用电炉熔炼，并经过精炼和真空碳脱氧后，采用真空浇注制成，其化学成分包括Fe、C、Si、Mn、S、P、Cr、Ni、Mo和Cu，在45MnMo钢的冶炼过程中还加入了Nb，各元素含量的重量百分比为：C含量 0.42％～0.48％、Si含量≤0.10％、Mn含量0.92％～1.12％、S含量≤0.005%、P含量≤0.014%、Cr含量≤0.13％、Ni含量≤0.20％、Cu含量≤0.18%、Mo含量 0.11％~0.15%、Nb含量0.03％～0.045％，其余为Fe。

上述提升机主轴用的新型45MnMo钢的制备方法包括如下步骤：

（1）、将炼钢用生铁及废钢原料放入电弧炉中，开启电弧炉开始熔炼，电弧炉电极下端形成熔池后，即开始吹氧助熔，造泡沫渣，并放渣脱磷；

（2）、当钢水温度达到1670℃～1680℃，并且经过2次的取样分析后，钢水中P含量≤0.005%，C含量0.28%～0.43%、Cr≤0.15％、Ni≤0.2％、Cu≤0.18％时，即可出钢，出钢过程中向钢水中加入钢水重量0.70％的Mn-Fe，出完钢后按照每吨钢水4Kg—4.5Kg的加入量向钢包中加入活性石灰；

（3）、将步骤（2）熔炼的钢水送入LF炉，按照每吨钢水5Kg的加入量加入石灰和萤石的混合物，其中石灰和萤石的加入比例为4～5：1，然后再按照每吨钢水1～1.5Kg的加入量加入碳粉或硅铝铁粉造还原渣；

（4）、按4℃/min～7℃/min的升温速率快速提温，进行合金化，当钢水温度达到1650℃～1670℃后，经过2次的取样分析，并调整合金成分至钢中S含量≤0.005%，C含量0.42%～0.48%，Mn含量0.92％～1.12％，Mo含量0.11％~0.15%，Si含量≤0. 10%，然后按钢水重量加入0.045％的Nb，然后出钢；

（5）、将步骤（4）炼出的钢在真空度小于等于0.5乇的条件下，采用钢水真空碳脱氧工艺处理16—22分钟；

（6）、将步骤（5）真空脱氧后的钢水在真空度小于等于0.5乇，钢水温度1570℃～1580℃的条件下浇注成型，即制成提升机主轴用45MnMo钢。

    本发明的有益效果是：具有本发明成分含量的新型45MnMo钢用于提升机主轴具有较好的性能，正火＋回火机械性能达到如下（纵向试样）：б_b：530~720MPa、б_s≥265MPa、δ≥15％、ψ≥32％、AKu(常温) ≥32J、硬度HB：156~217，其中，通过加入铌元素改善热处理性能，常温抗冲击性能明显提高。杜绝了在钢锭的生产和锻造中产生的裂纹，采用真空碳脱氧及真空浇注明显提高了钢水的纯净度，经超声波探伤，该材质的主轴内部夹杂物显著减少，满足提升机主轴使用要求。

具体实施方式

本发明为保证主轴使用性能的要求，同时减少钢锭因裂纹造成的废品，在45钢化学成分基础上，对碳、锰、钼的成分提出要求，同时加入铌元素以细化晶粒，改善钢的热处理性能。并对生产工艺进行改进，显著提高了钢材的常温抗冲击性能和纯净度。