[发明专利]一种高淬透性渗碳钢、制造方法及应用

说明书

本发明公开了一种高淬透性渗碳钢、制造方法及应用，采用二步法工艺制备高淬透性渗碳钢，第一步，制备高淬透性渗碳钢的原材料依次经过转炉炼钢、LF精炼、VD真空处理、连铸、钢坯坑冷的步骤制备连铸坯；第二步，对连铸坯依次经过加热、除磷、轧制、冷却的步骤获得高淬透性渗碳钢；通过控制主要合金元素C、Mn、Cr、Mo提高强度，使得棒材的的抗拉强度≥1280MPa、屈服强度≥1000MPa、延伸率≥12％、断面收缩率≥50％；同时通过控制Al、N含量，棒材的晶粒细小均匀7.0～8.0级，同时具备较强的韧性，冲击功KU2≥60J，通过控制轧制，使所述棒材具有均匀分布的铁素体珠光体组织，无其他影响使用的非平衡组织存在，能够满足工程机械液压泵主动轴的性能要求。

技术领域

本发明属于结构钢领域，尤其是一种高淬透性渗碳钢、制造方法及其在工程机械液压泵主动轴的应用。

背景技术

传统工程机械液压泵主动轴材料多采用38CrMoAlA，该钢经氮化处理后具有较高的表面硬度和耐磨性能，能够承受热冲击负荷和往复磨损条件下的工作条件，但受工艺条件限制明显容易出现淬火开裂，同时在氮化过程中容易出现氮化层白亮带等异常现象，影响后续使用；部分企业尝试使用普通的渗碳钢，但由于淬透性低导致心部硬度不够易出现断裂现象，使其使用受到限制。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明提出了一种高淬透性渗碳钢、制造方法及应用，通过控制主要合金元素C、Mn、Cr、Mo提高强度，使得棒材的的抗拉强度≥1280MPa、屈服强度≥1000MPa、延伸率≥12％、断面收缩率≥50％；同时通过控制Al、N含量，棒材的晶粒细小均匀7.0～8.0级，同时具备较强的韧性，冲击功KU2≥60J，通过控制轧制，使所述棒材具有均匀分布的铁素体珠光体组织，无其他影响使用的非平衡组织存在，能够满足工程机械液压泵主动轴的性能要求。

本发明所采用的技术方案如下：

一种高淬透性渗碳钢的制备方法，采用二步法工艺制备高淬透性渗碳钢，第一步，制备高淬透性渗碳钢的原材料依次经过转炉炼钢、LF精炼、VD真空处理、连铸、钢坯坑冷的步骤制备连铸坯；第二步，对连铸坯依次经过加热、除磷、轧制、冷却的步骤获得高淬透性渗碳钢。

进一步，对第二步冷却后的高淬透性渗碳钢进行分段、精整、探伤，将合格的高淬透性渗碳钢包装入库。

进一步，在第二步中，利用高压水对加热后的钢坯进行除磷处理，且保持终轧温度≥850℃。

进一步，LF精炼阶段要求白渣时间≥20分钟，吊包前进行前Ca处理。

进一步，VD真空处理阶段要求在真空度≤67pa下保持时间≥10分钟；软吹氩时间≥20分钟。

进一步，在连铸阶段，连铸液相线温度1508℃；中间包过热度：开浇炉过热度控制30～45℃，连浇炉20～35℃；中间包内的钢液经连铸结晶器，加电磁搅拌，结晶器电磁搅拌400A/2Hz、末端电磁搅拌300A/10Hz；浇注出连铸坯，开浇前向中包吹氩气排空，待加入覆盖剂后再关闭排空氩气。

进一步，依据过热度调整拉速0.95～1.15m/min，拉速每分钟调整幅度不超过0.05m/min。

进一步，在加热阶段内，预热段≤800℃，加热I段880～1100℃，加热II段1150～1220℃，均热段1150～1220℃，加热时间≥180min。