[发明专利]一种低成本CrMnTi系齿轮钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种特殊合金钢，更具体地说，本发明涉及一种用于交通运输工具及工程机械用的变速箱、齿轮、桥传动总成和工业专用等CrMnTi系齿轮钢及其生产方法。

背景技术

CrMnTi系齿轮钢主要用于交通运输工具及工程机械的变速箱、齿轮、桥传动总成等，因此齿轮钢的质量是保证交通运输工具及工程机械安全的关键材料。齿轮钢的质量对齿轮的使用寿命有着直接的影响，由于各国资源状态和生产工艺条件的差异，每个国家和地区生产和应用的齿轮钢合金系列不尽相同。Cr～Mn～Ti系齿轮钢是当前国内齿轮钢的主要钢种，占各类齿轮钢总量的50%以上。为降低齿轮钢的生产成本，并保证其使用寿命及加工性能，现有技术中的生产工艺主要有如下几种：

参见图1～图4，公开号CN101289731，名为“CrMnTi系窄淬透性带齿轮钢及其制造方法”的发明专利，制得的CrMnTi系齿轮钢具有成分均匀、晶粒细小、末端淬透性带窄、纯净度高、表面质量好的优点。但该专利主要采用LF精炼、较少采用VD真空脱气导致钢中的气体含量较高，氧含量基本都达到15ppm左右；而且该专利采用的最大铸坯为260mm×300mm，只能生产规格至160mm的圆钢，对于大规格如130mm必须采用轧制缓冷以及离线精整处理，增加了工序成本。

参见图1～图4，公开号CN 102011057 A，名为“一种CrMnTi系齿轮钢及其加工工艺”的发明专利，该专利主要采用专门配方，成分配比中，Mn、Cr含量控制较高，其中Mn含量实际控制在0.97%～1.03%，Cr含量实际控制在1.13%～1.18%，而且采用控轧控冷工艺、以及轧后缓冷工艺，增加了工序成本。

公开号CN 1554791，名为“提高齿轮钢的淬透性与热加工性能的方法”的发明专利，通过调整精炼过程中磷铁的加入量，控制成品钢中的P含量为0.018%～0.026%，从而有效提高齿轮钢的淬透性，离开淬火端9mm处的HRC可提高1～10，把齿轮钢在锻造、热处理、热加工过程中的开裂比例减少20%～40%。由于该种生产过程中对P含量的要求严格，导致冶炼难度较大，极大提高了制造成本，也导致J9mm处的淬透性带波动较大。

公开号CN1851024，名为“重载齿轮钢”，Mn、Cr含量较高，Mn含量达到1.4%、Cr含量达到1.6%左右，生产制造成本较高。

公开号CN1O1O96742，名为“高强度汽车用齿轮钢”的发明专利，通过添加微量Nb、V，改善齿轮钢晶粒度、淬透性及其带宽，添加了0.015%～0.080%的Nb、0.03%～0.09%的V以及0.15%～0.55%的Mo，由于添加了一定比例的Nb、V、Mo贵金属，生产制造成本相对高。

综上所述，目前生产CrMnTi齿轮钢为了提高淬透性及其带宽、改善晶粒度及硬度，主要通过提高Mn、Cr含量或者添加其它贵金属如Nb、V、Mo等，采取轧后缓冷工艺，在当前钢铁经济不景气时期，这些方法或工艺导致生产制造成本增加，制约了广大钢铁企业的发展。

发明内容

为克服上述的技术缺点，本发明提供一种性能稳定、易加工、使用寿命延长，而且生产成本较低的低成本CrMnTi系齿轮钢及其生产方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低成本CrMnTi系齿轮钢，其组分及其重量百分比是：C：0.17%～0.22%，Si：0.18%～0.30%，Mn： 0.80～1.10%，S≤0.030%，P≤0.030%，Cr：1.00%～1.20%，Ti:0.04%～0.08%,Cu≤0.20%，Ni≤0.20%，Mo≤0.05%，O≤20×10^～6，H≤2×10^～6，N≤70×10^～6，剩余的为Fe。

其生产方法包括如下步骤：

第一步：转炉冶炼，严格控制终点C控制≥0.08%，控制好终点出钢下渣，将P控制在≤0.020%；

第二步:炉外精炼，确保炉渣流动性良好和渣色变白，同时控制好Ar气压防止钢水翻滚厉害产生卷渣， 对钢水进行真空脱气处理，在小于0.266KPa真空度下处理时间≥15min，在脱气过程加入钛铁合金进行钛合金化处理，将钢中的氧含量控制在20ppm以下，精炼结束后，进行软吹氩处理，确保钢中的大尺寸夹杂物上浮排除；