[发明专利]一种矿用磨机铸钢大齿轮材料及其制备工艺

说明书

本发明属于齿轮钢技术领域，具体涉及一种矿用磨机铸钢大齿轮材料及其制备工艺。所述的大齿轮材料化学成分及其重量百分比为：C：0.39～0.43％，Si：0.20～0.60％，Mn：0.75～1.00％，S≤0.01％，P≤0.015％，Cr：1.04～1.92％，Ni：1.53～2.45％，Mo：0.20～0.50％，Nb：0.010～0.030％，Al：0.020～0.05％，Cu≤0.15％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。本发明各化学成分及其用量合理，所得矿用磨机铸钢大齿轮材料硬度大，强度高，具有较好的塑韧性，寿命长，可广泛应用于低速重载矿用磨机铸钢大齿轮。

技术领域

本发明属于齿轮钢技术领域，具体涉及一种矿用磨机铸钢大齿轮材料及其制备工艺。

背景技术

磨机作为重要的矿山机械设备，其质量的优劣直接关系到设备的运行安全，国家历来对矿山机械在安全、质量指标上要求极为严格，为满足矿山机械节能环保的发展要求和工作效率的提高，磨机设备的规格越来越大，铸钢大齿轮是其驱动装置的重要零件，其性能的优劣直接关乎设备的安全运行。越来越大的工作载荷对铸钢大齿轮提出了更高的要求，要求高硬度和高强度，同时具有一定的塑性。铸钢大齿轮的破坏形式以磨损消耗为主，包括大小齿轮齿面间相互接触并运动的摩擦磨损、其它金属或非金属物料打击齿面的磨料磨损、以及流动气体或液体与齿面接触导致的冲蚀磨损。因此，研究一种矿山机械用高硬度高强度铸钢具有重要的意义。

公开号为CN104745957A的中国发明专利申请公开了一种高频热处理材料及利用该材料的齿轮制造方法。为此，该发明的高频热处理材料变形量稳定，具有与渗碳热处理同等的物理特性，其成分包括：碳C 0.50-0.55重量％、硅Si 0.30-0.50重量％、锰Mn 0.35-0.55重量％、铜Cu 0.30重量％以下、镍Ni 0.25重量％以下、铬Cr 0.25重量％以下、钼Mo0.35-0.45重量％、硼B 0.002-0.004重量％、铝Al 0.025-0.045重量％，其余成分为Fe。因此，该发明可以获得在高频热处理过程中变形量稳定且具有与渗碳热处理同等标准物理特性的中碳钢材，将这种材料按照齿轮类部件的标准加工后再通过轮廓高频热处理就可以制造出表面强度和硬度很高的齿轮。但是，该专利是普通碳钢通过高频热处理技术使得中碳钢表面获得一定强度和硬度，其心部强度及塑韧性较低，齿轮性能组织不均匀，塑韧性较差，齿轮抗摩擦磨损及抗冲击载荷性能差。

公开号为CN101713050A中国发明专利申请公开了一种钢材，特别是一种大功率机车牵引齿轮用钢，包括如下组份及质量百分比：碳0.16％-0.21％、铬1.50％-1.80％、镍1.50％-1.70％、硅0.40％，锰0.50-0.90％，硫0.020、磷0.020、钼0.25％-0.35％、铁余量；其中氢含量为小于或等2ppm；氧含量为小于或等于20ppm。该发明的大功率机车牵引齿轮用钢，与现有技术相比对其中的化学成分进行调整，提高了碳含量、镍含量，在保证强度的同时，提高塑性，同时调整了硫、磷的含量，保证了加工性能，形成了一种强度高同时塑性好，易于加工的新材料，满足大功率机车牵引齿轮用钢的特殊需要。但是，该专利齿轮用钢能够满足运行载荷平稳的机车牵引齿轮，对于工况复杂且运行过程中不断受到非均匀性冲击载荷的矿用磨机大齿轮，该钢种强度、硬度及抗冲击性明显较低。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种矿用磨机铸钢大齿轮材料及其制备工艺。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种矿用磨机铸钢大齿轮材料，其化学成分及其重量百分比为：C：0.39～0.43％，Si：0.20～0.60％，Mn：0.75～1.00％，S≤0.01％，P≤0.015％，Cr：1.04～1.92％，Ni：1.53～2.45％，Mo：0.20～0.50％，Nb：0.010～0.030％，Al：0.020～0.05％，Cu≤0.15％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。

优选地，所述的Cr：1.23～1.85％，Ni：1.53～2.27％，Mo：0.35～0.42％。