[发明专利]一种高强度高韧性齿轮钢及其制造方法

权利要求书

1.一种高强度高韧性齿轮钢，其特征在于，所述钢的成分由以下列元素组成，以质量百分含量计：C0.14～0.22％，Si0.15～0.35％，Mn0.45～0.75％，Cr1.00～1.35％，Ni2.80～3.20％，Mo0.15～0.35％，V0.08～0.15％，Nb0.08～0.15％，N≤0.002％；O≤0.0015％，余量为Fe和不可避免的杂质元素，所述杂质元素的总量低于0.05wt％。

2.一种如权利要求1所述的齿轮钢的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：真空感应炉熔炼、真空自耗炉冶炼、锻造。

3.如权利要求2所述的齿轮钢的制造方法，其特征在于，所述真空感应炉熔炼的步骤包括如下操作：

先将占总原料重量0.20～0.22％的碳装入真空感应炉的坩埚中，再装入除锰以外的各金属原料以及结晶硅；

用300～350kW的功率给电预热所述坩埚中的原料，并将坩埚抽真空至真空度达到2.7Pa以下后，将功率提高至500～800kW进行熔化，待原料全部熔化后，将功率提高至2000～2500kW，提高钢液温度至1570～1590℃，保温8～12min后将功率降低至250～300kW保温精炼至少45min；

向坩埚内充入惰性气体，至坩埚内压力达到6000Pa后加入单质锰，在1500～2500kW的功率下熔化，待全部熔化后取样分析，成分合格后出钢，将所属钢浇注成自耗电极。

4.如权利要求2所述的齿轮钢的制造方法，其特征在于，所述真空自耗炉冶炼的步骤包括如下操作：

将真空感应炉熔炼后得到的电极作为原料在真空自耗炉中进行重熔，将自耗电极的两端切割成平头，将所述自耗电极最后凝固的一端朝下进行自耗重熔，控制熔炼速率为5～5.5Kg/min，熔化开始即充入惰性气体进行冷却，保持极限真空度在0.1Pa以下，重熔成钢锭。

5.如权利要求2所述的齿轮钢的制造方法，其特征在于，所述锻造的步骤包括如下操作：

将真空自耗炉冶炼步骤中得到的钢锭在1180～1200℃保温3～5h后，进行墩粗，使钢锭高度减少50～60％；

将墩粗后的钢锭在1120～1130℃下保温50～70min后，进行拔长操作，控制开锻温度不低于1100℃，停锻温度不低于800℃，控制最后一火次拔长变形量不低于30％，得到锻造棒材，将所述锻造棒材于660～680℃下进行热送退火15～20小时后，炉冷至不高于500℃，出炉空冷。

6.如权利要求3所述的齿轮钢的制造方法，其特征在于，所述金属原料中，钼为低氧金属钼条。

7.如权利要求3所述的齿轮钢的制造方法，其特征在于，所述保温精炼过程中，取样分析成分，当N≤30ppm后进行成分微调。

8.如权利要求3所述的齿轮钢的制造方法，其特征在于，所述惰性气体为Ar。

9.如权利要求4所述的齿轮钢的制造方法，其特征在于，所述惰性气体为He。