CN101289731B

CN101289731B - CrMnTi系窄淬透性带齿轮钢及其制造方法

Info

Publication number: CN101289731B
Application number: CN2008100158700A
Authority: CN
Inventors: 张伟; 王广连; 翟正龙; 李丰功; 郑桂芸; 杜传治; 王梅; 王学利; 孙永喜; 张海霞; 张利平; 窦圣鹏
Original assignee: Laiwu Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Shandong Iron and Steel Group Co Ltd SISG
Priority date: 2008-05-09
Filing date: 2008-05-09
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2028-05-09
Also published as: CN101289731A

Abstract

本发明涉及一种CrMnTi系窄淬透性带齿轮钢及其制造方法，属于齿轮钢材料及其生产工艺技术领域。其化学成分为：C：0.13～0.23％，Si：0.17～0.30％，Mn：0.80～1.25％，Ti：0.04～0.10％，Cr：0.90～1.35％，Cu≤0.20％，S：≤0.050％，P≤0.030％，Mo≤0.05％，Ni≤0.25％，[O]≤20×10^-6，[H]≤2.5×10^-6，余为Fe和不可避免的杂质。制备方法包括冶炼、连铸、轧制、热轧工艺步骤，连铸，控制中间包过热度为10～30℃、拉速为0.50～0.85m/min；轧制：加热温度为1130～1280℃，开轧温度≥1100℃，终轧温度＝850～980℃。采用该制造方法可生产规格Φ30～160mm的齿轮钢圆钢。通过采取窄成分的钢种设计及电炉炉料结构优化、电炉终点控制、细晶及带状组织控制等合理的工艺措施，有效地实现了压窄淬透性等目标。

Description

CrMnTi系窄淬透性带齿轮钢及其制造方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，属于齿轮钢类，涉及一种用于制造车辆、工程机械、船舶等交通及运输工具的变速箱、发动机、驱动桥的CrMnTi系窄淬透性带齿轮钢及其制造方法。

背景技术

齿轮是汽车制造业中的关键零部件之一，在传递动力和改变速度的运行过程中，啮合齿面之间既有滚动，又有滑动，轮齿根部还会受到脉动和交变弯曲应力的作用。受超载使用和路况较差等影响，汽车齿轮承受较大的弯曲载荷、瞬时冲击载荷，不仅要有良好的强韧性、耐磨性，能很好地承受冲击、弯曲和接触应力，而且还要求变形小、精度高、噪音低；从而对钢材质量要求很高，普遍要求洁净度高(日本汽车齿轮钢氧含量一般小于10ppm)、淬透性窄(4～6HRC)、组织均匀、晶粒匀细、夹杂物细小弥散、表面质量好等。高质量的齿轮钢主要有三方面技术指标，即末端淬透性带宽度窄，离散度小；纯洁度高；晶粒细小、组织均匀。此外，良好的加工性能(包括冷、热加工性和易切削性)也是齿轮行业所关心的重要指标。国外广泛采用炉外精炼、真空处理等手段生产高纯净度、窄成分、组织均一、性能稳定的汽车用齿轮钢。齿轮钢末端淬透性的稳定与否对齿轮热处理后变形量的大小影响很大，渗碳齿轮钢要求淬透性带必须很窄，淬透性带宽度愈窄，离散度愈小，愈有利于齿轮的加工及提高其啮合精度，且要求批量之间的波动性很小，以使批量生产的齿轮的热处理质量稳定，配对啮合性能提高，延长使用寿命。近年来，国外广泛使用窄淬透性齿轮钢，生产高精度、高性能齿轮，以减轻汽车自重、提高承载能力和运行的安全稳定性。

钢材的淬透性能影响渗碳淬火后轮齿的心部硬度。钢材的淬透性越好，则零件的淬硬层深度越大。当钢材的淬透性带宽控制不严时，很容易出现心部硬度超差的现象。为避免齿轮因心部硬度过高或过低出现早期失效(脆断或过载断裂)，汽车用齿轮往往要求钢材具有较高的淬透性、窄的带宽。

20CrMnTiH钢是我国齿轮钢的主流，由于该钢种的主要元素价格低廉、晶粒长大倾向小、大家对其工艺比较熟悉、合适的代用钢种尚未真正确立等原因，20CrMnTiH在我国齿轮行业中的统治地位在近年仍难以动摇，故应继续提高和稳定主体钢种20CrMnTiH的实物质量。

近年来，我国汽车工业对齿轮钢的质量和性能要求越来越高，中国齿轮专业协会规定汽车用齿轮钢必须满足CGMA001：2004车辆齿轮用钢技术条件和市场准入条件，该条件远远严于GB/T5216-2004的要求。在此基础上，许多汽车齿轮生产企业对齿轮钢的质量技术指标进一步提出了严格要求，主要包括：窄的末端淬透性带、低的氧含量和夹杂物含量、细晶粒、良好的可加工性能、优良的表面质量和包装质量等。例如：一汽用渗碳齿轮钢技术指标规定氧含量小于20ppm，淬透性带宽≤6HRC，晶粒度要求优于5级，而欧美及日本氧含量一般要求小于15ppm，淬透性带宽最窄要求4HRC，晶粒度一般要优于7级。

CN1046353公开了一种齿轮钢热处理工艺方法，属于金属材料热处理工艺技术领域。本发明改变了齿轮钢，主要是20CrMnTiA钢的碳氮共渗温度和时间。经过本发明处理的20CrMnTiA齿轮，具有变形小、耐磨性好和疲劳寿命高的特点。本发明也可适用于其他耐磨零件，以及矿山冶金机械中的耐冲击耐磨零件。

CN1664150公开了涉及一种含硫易切削齿轮钢及其钢管的制造方法，其化学成分重量配比为C：0.20～0.25％，Si≤0.30％，Mn：0.60～0.85％，P＜0.035％，S：0.03～0.05％，Cr：0.8～1.10％，Al：0.02～0.055％，[O]≤20ppm，余量为Fe。按此成分进行冶炼，模注钢锭，钢锭开坯。管坯加热温度为1200～1250℃，热轧穿孔变形温度1100～1150℃，变形奥氏体在高温区发生动态再结晶。轧管变形温度1000～1050℃，变形奥氏体在未再结晶区发生加工硬化。补偿加热温度为980～1020℃，奥氏体发生静态再结晶。定、减径工序，变形温度为900～950℃，变形奥氏体发生累积加工硬化。切断后收集堆冷，冷却速度为0.5～1℃/s。此钢管热轧态组织完全由铁素体加珠光体构成，硬度HB163～195，切削及淬火变形性能良好，成品齿套心部硬度满足要求。

CN1554791公开了一种提高齿轮钢的淬透性与热加工性能的方法，其特征是在电炉冶炼过程中，控制钢水中的P含量，电炉出钢时，钢水中的P≤0.017％，在钢包精炼炉精炼过程中加入磷铁合金调整钢水中P的含量，使成品钢中P的含量在0.018-0.026％，在钢包精炼炉精炼的齿轮钢成品钢中，合金元素的含量为齿轮钢标准的中下限。本提高齿轮钢的淬透性与热加工性能的方法有效地提高了齿轮钢的淬透性，离开淬火端9mm处的HRC可提高1-10；有效地提高了齿轮钢的热加工性能，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％。

CN1851024公开了一种本发明是一种重载齿轮钢，其化学成分重量百分比为：C 0.14-0.20，Mn 1.2-1.60，Si≤0.12，P≤0.03，S 0.015-0.04，Cr 1.30-1.80，W≤0.05，Ti 0.04-0.10，0≤20PPM，余量为Fe和其他杂质；本发明由于不加Ni，Mo贵重元素，使其制造成本降低了30％左右，其热处理工序简化，生产效率提高，本发明钢热处理后的收缩变形比Ni-Mo钢小，可减少齿轮热处理之后的翘曲变形，椭圆度超标，齿面啮合不好等问题，特别适合用于制造重载荷车辆驱动桥齿轮。

CN101096742公开了一种高强度汽车用齿轮钢，其成分质量百分比为：C：0.20～0.40，Si：0.20～0.50，Mn：0.50～1.00，Cr：0.80～1.30，Nb：0.015～0.080，V：0.030～0.090，Mo：0.15～0.55，Al：0.015～0.050，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明通过加入微量的Nb、V后，齿轮钢的晶粒度、淬透性及其带宽均得到明显优化，从而使批量生产的齿轮的热处理变形量较小，配对率提高；同时，增加了齿轮钢的综合力学性能，使用寿命延长；而且，成本低。

CN1046353和CN1664150发明专利分别涉及齿轮钢热处理、齿套材料及其制造，均与本专利属于不同应用领域；CN1554791发明专利含有0.018～0.026％P，冶炼难度较大，提高了制造成本；CN1851024、CN101096742发明专利Mn、Cr含量较高或含有V、Mo等贵重金属，均提高了制造成本。

发明内容

本发明针对现有技术的不足以及齿轮生产行业用户加工使用要求，开发生产高性能窄淬透性CrMnTi系列齿轮钢，主要解决钢材成分均匀、组织致密、晶粒细小、末端淬透性带窄、纯净度高、表面质量好的问题，并提供了一种可以满足用户个性化、差异化需求的CrMnTi系全系列化齿轮钢子钢号及其制造方法。本专利通过对传统的20CrMnTiH齿轮钢进行性能及质量升级、改进，解决适用于不同工况下齿轮制造及其成本降低问题。

本发明提供了一种CrMnTi系窄淬透性带齿轮钢，其特征在于其组成按重量百分数为：

C：0.13～0.23％，Si：0.17～0.30％，Mn：0.80～1.25％，Ti：0.04～0.10％，Cr：0.90～1.35％，Cu≤0.20％，S：≤0.050％，P≤0.030％，Mo≤0.05％，Ni≤0.25％，[O]≤20×10^-6，[H]≤2.5×10^-6，余为Fe和不可避免的杂质。

钢种成分的确定：压窄淬透性带的关键在于化学成分波动范围的严格控制和成分均匀性的提高。影响20CrMnTiH齿轮钢系列子钢号齿轮钢钢淬透性的主要化学成分是C、Mn、Cr等：C对钢的淬透性和机械性能影响极为显著，对齿轮的心部强度影响很大，太低，强度达不到要求，过高会使钢的塑性和韧性下降；Mn强烈提高淬透性，可满足截面较大的心部淬透性要求，并有减轻渗碳层中碳化物聚集成块的作用；Cr也强烈提高淬透性并可形成微细的硬化质点而增加耐磨性；Si强烈提高渗层的淬透性，但在渗碳过程中容易发生晶界氧化而形成黑色网状缺陷；随合金元素添加量的增加，钢的马氏体点下降，使淬火后渗层中含有大量残余奥氏体，影响零件的疲劳性能及耐磨性。Ti在钢中起细化晶粒、防止渗碳时奥氏体晶粒长大、以保持材料韧性的作用；但强碳化物形成元素Ti在钢中极易形成TiC，造成基体局部贫碳，使钢的淬透性略微降低。另一方面，根据有关资料，20CrMnTiH齿轮钢的疲劳极限σ-1与强度σb之间大致存在直线关系：σ-1＝0.35 σb+12.2；影响20CrMnTiH齿轮钢机械性能的主要化学成分是C和合金元素。兼顾齿轮钢窄淬透性、强度、疲劳极限等性能要求，需将C、Mn、Cr、Ti等主要元素含量控制在合理范围内，因此，对各元素的含量有一定的合理选择。为保证淬透性控制的稳定性，采用窄成分控制技术。

进一步优选的，本发明的CrMnTi系窄淬透性带齿轮钢，其特征在于其组成按重量百分数见表1。

表1 CrMnTi系窄淬透性带齿轮钢化学成分要求(％)

注：(1)钢材氧含量≤20ppm。(2)Mo≤0.05％、Ni≤0.25％。余为Fe和不可避免的杂质。

本发明还提供所述的CrMnTi系窄淬透性带齿轮钢的制造方法，包括冶炼、精炼、连铸、轧制工艺步骤，其特征在于：

1)冶炼及合金化：电炉或转炉冶炼；采用高温快速脱碳；控制终点成分，终点碳0.08～0.12％；无渣或少渣出钢；出钢过程采用强化预脱氧技术，确保到精炼工位钢液溶解氧含量不大于50ppm；LF精炼过程采用精炼快速成渣造渣技术、洁净钢精炼技术；通过采用炉外精炼、真空脱气处理至化学成分和钢中气体含量符合要求，钢中氢含量不大于2.5×10^-6、氧含量不大于20×10^-6；通过钢包吹氩、白渣精炼、终脱氧喂铝线、真空脱气处理加强钢的脱氧去气。

2)连铸，采用低过热度、高液面、恒拉速、保护浇注和电磁搅拌技术，确保铸坯矫直温度890℃～930℃；

3)轧制：连铸坯在加热炉的加热温度为1130～1280℃，开轧温度≥1100℃，终轧温度＝850～980℃；

4)轧后空冷或缓冷。

优选的，步骤4)中，大规格材轧后缓冷，冷却速度为0.5～1℃/min。

优选的，步骤1)中电炉或转炉冶炼为，电炉采用炉料结构优化技术，兑加40％以上高比例铁水；步骤1)所述的高温快速脱碳为，供氧时间35～45分钟，脱碳量0.8～1.2％。

优选的，步骤1)所述的无渣为电炉偏心炉底无渣出钢，步骤1)所述的少渣为转炉出钢渣层厚度≤60mm。

优选的，步骤1)所述的强化预脱氧技术为，随钢流加入1.2～1.5Kg/t钢芯铝。

优选的，步骤1)所述的LF精炼过程采用精炼快速成渣造渣技术为，钢水到精炼位后变白渣时间1～5分钟，白渣精炼保持时间30～50分钟。

优选的，步骤1)所述的洁净钢精炼技术为，LF末期精炼钢水溶解氧含量不大于6ppm。

优选的，步骤1)采用窄成分控制技术，控制连浇炉次ΔC≤0.01％，ΔMn≤0.04％，ΔCr≤0.04％，ΔTi≤0.02％。其中ΔC为C的含量波动范围；ΔMn为Mn的含量波动范围；ΔCr为Cr的含量波动范围；ΔTi为Ti的含量波动范围。

优选的，步骤2)所述的低过热度为，控制过热度为10～30℃。

优选的，步骤2)所述的高液面为，中间包钢水液面高度650～700mm。

优选的，步骤2)所述的恒拉速为，铸坯拉速控制在0.65±0.02m/min。

优选的，步骤2)所述的保护浇注为，钢包、中间包内钢水加入低氧化性、碱性覆盖剂；大包至中间包，中间包到结晶器采用保护套管并吹氩保护；结晶器内加专用优质保护渣。

采用该制造方法可生产规格Φ30～160mm的圆钢。通过采取窄成分的钢种设计及电炉炉料结构优化、电炉终点控制、细晶及带状组织控制等合理的工艺措施，有效地实现了压窄淬透性等目标。采用低过热度、高液面、恒拉速、保护浇注和电磁搅拌、专用保护渣、二冷弱冷技术，确保铸坯矫直温度大于890℃，改善铸坯组织结构，确保生产出表面无缺陷铸坯。

本发明技术方案的特点：

与现有技术相比，本发明的技术方案有下列优点：

1、同目前广泛应用的齿轮用钢比较：

(1)本发明钢合理控制碳及合金元素的含量，通过采用窄成分控制，保证了钢的窄淬透性带要求，使得该钢适于制造从中小模数齿轮到大模数齿轮，从汽车同步器薄壁齿环到重型汽车后桥齿轮及发动机齿轮。

(2)本发明采用电炉炉料结构优化技术等技术所生产的钢材具有纯净度高、成分均匀、组织性能优良，组织致密、晶粒细小、末端淬透性带窄、纯净度高、表面质量优良；满足齿轮钢稳定性、可靠性要求，大大提高了齿轮生产企业生产效率，提高了齿轮使用性能，满足不同用户的使用要求。

(3)20CrMnTiH1～H6子钢号淬透性带宽均≤6HRC，实现了产品质量升级；部分产品替代CrMo齿轮钢，用于汽车齿轮高端领域，填补了市场对高性能、经济型、低噪音、高精度齿轮及其材料的需求。

(4)20CrMnTiH1～H6子钢号有效解决了普通20CrMnTiH齿轮钢淬透性不稳定、热处理后变形大、齿轮制造精度低等问题，用户应用情况良好，部分产品出口，促进了我国汽车齿轮行业的进步。

2、本发明的CrMnTi系窄淬透性带齿轮钢的制备方法

本发明采用电炉炉料结构优化技术、终点控制技术、窄成分控制技术、精炼快速成渣造渣技术、洁净钢精炼技术、淬透性在线预报技术等进一步稳定齿轮钢的性能要求。

采取精料原则，选用清洁、少锈、干燥及低硫、低磷、残余元素少的优质废钢及原材辅料。电炉冶炼，采用高温快速脱碳、冶炼终点控制技术(TPC)、强化预脱氧技术、无渣出钢，充分去气、去夹杂。LF+VD精炼，采用铝洁净钢精炼技术，确保钢液深度脱氧、脱硫及充分去气、去夹杂，降低钢中气体和非金属夹杂物含量，净化钢质。连铸，采用低过热度、高液面、恒拉速、无氧化保护浇注、电磁搅拌、二冷弱冷等关键技术等，确保铸坯表面及内部组织良好。轧制，铸坯在加热炉加热温度1130～1280℃，开轧温度≥1100℃，终轧温度＝850～980℃，确保轧材晶粒细小均匀、表面质量良好。轧后空冷或缓冷(大规格材轧后缓冷，冷却速度为0.5～1℃/min)；采用该制造方法可生产规格Φ30～160mm的圆钢。

具体冶炼、精炼、连铸和轧制工艺过程主要采取以下措施：

①根据各元素对淬透性的作用确定内控范围和过程控制目标，电炉控制钢包合金化进入规格下限，在LF炉进行成分微调，化学成分控制在窄而合理的搭配范围，为实现窄淬透性带控制在4～6HRC范围提供良好基础；保证精炼时间，实现钢水成分充分均匀化，减少成分偏析以消除钢材成分与熔炼成分的差别；②连铸采用低过热度、电磁搅拌工艺；钢水过热度波动控制在较窄范围内，尽量减少C、Cr、Mn等的偏析；合理控制注温、注速，连铸全程保护浇注、制订合理的二冷工艺等获得良好的铸坯组织结构；③轧制过程适当控制加热温度、保温时间，加热应缓慢，力求铸坯中心与边缘稳定均匀一致；通过严格控制铸坯温度和压缩比以保证获得细小均匀的金相组织、稳定的淬透性。④为保证碳化物的充分溶解，轧制前铸坯的加热温度应在1200℃以上，并有一定的保持时间。减少合金元素偏析及促进碳化物充分溶解；⑤夹杂物消耗合金元素，从而使淬透性降低。因此，冶炼、精炼过程尽量去除夹杂物并使钢中夹杂物充分上浮。⑥统计、分析化学成分对淬透性的影响规律，研究建立淬透性计算机在线预报技术。通过闭环反馈系统，不断调整相关参数，确保实现钢材化学成分-末端淬透性的稳定控制。

采用该制造方法可生产规格Φ30～160mm的圆钢。

附图说明

图1为本发明钢20CrMnTiH4热轧态金相组织200×照片；

图2为20CrMnTiH4齿轮钢淬透性曲线图；横坐标为离开淬火端的距离(mm)，纵坐标为淬透性数值(HRC)。

具体实施方式

本发明钢是采用UHP(超高功率)电炉或转炉+LF(炉外精炼)+必要时VD(真空脱气)工艺冶炼+合金钢连铸(180mm×220mm/260mm×300mm)+加热+热轧成材。以下以20CrMnTiH4钢为例进行具体说明。其他钢种(如16 CrMnTiH、18 CrMnTiH、20CrMnTiH1、20CrMnTiH2、20CrMnTiH3、20CrMnTiH5、20CrMnTiH6)，均可以采用与下述相似的方法进行冶炼，本领域技术人员只需要根据公知常识适当调整过程参数即可。

实施例1：

以Φ130mm规格钢材的生产工艺来具体说明本发明是如何实施的。具体工艺步骤为：

1.电炉冶炼及合金化

(1)配料

配料量按54±1吨控制。铁水兑入比大于钢铁料比例的40％，铁水量达到了控制要求，确保了钢水中残余元素低含量；通过合理配料，避免了电炉熔清磷高现象，达到了配料控制要求。

表2入炉原料结构

料型	铁水	优质废钢
			配比(％)	≥40	40～60

(2)超高功率电炉冶炼

电炉冶炼采用全程泡沫渣操作，通过快速氧化脱碳，保证良好的氧化沸腾，加强脱磷操作，终点碳控制准确(终点C≥0.08～0.12％)，避免钢水过氧化。供氧时间5～40分钟，脱碳量大于0.8％；出钢条件：C≥0.12％，P≤0.018％，残余元素符合要求；合理控制冶炼节奏控制，稳定控制过程参数，出钢温度1630～1660℃。出钢过程严禁下渣；出钢过程按13kg/t钢加入合成渣。出钢1/3时随钢流加入1.2～1.5Kg/t钢芯铝预脱氧，确保到精炼工位钢液溶解氧含量不大于50ppm。包内合金化，C、Si、Mn、Cr成分按规格下限控制。

(3)LF精炼

钢包到位后测温，取一次样前喂入铝线100～120m/炉，快速化渣、变渣(≤5分钟)，精炼过程保持白渣，白渣精炼保持时间30～100分钟。选择适宜的精炼渣系，精炼渣碱度≥3.0，流动性良好，便于吸附夹杂，脱硫率大于50％；采用SiC扩散脱氧，全程吹氩充分搅拌，促进渣钢反应和脱氧产物碰撞上浮；将C、Si、Mn、Cr成分微调至规格中限(其中碳含量控制在0.18～0.21％，Als含量控制在0.035～0.045％)；LF出钢前喂入CaSi线进行变性处理，出钢后钢水充分软吹，进一步促进夹杂物上浮进入熔渣，保证钢液洁净度；精炼期间温度控制稳定(1625～1655℃)，确保连铸低过热度浇注。合理控制LF炉生产节奏，确保VD破空后温度符合要求。

(4)VD处理

VD炉确保运行良好，预抽时间≤10分钟，真空压力达67Pa后保持时间≥12min。破空后开盖，快速喂入Ti线、Ca-Si线，喂线时，氩气流量控制在100L/min，喂线后加入40～60kg钢包覆盖剂进行保温，氩气流量控制在40L/min软吹。喂线后软吹时间≥10min。上钢温度1565～1580℃。

2.连铸

采用低过热度(控制过热度为10～30℃)、高液面(中间包钢水液面高度大于650mm)、恒拉速(260mm×300mm铸坯拉速控制在0.65±0.02m/min)、保护浇注(钢包、中间包内钢水加入低氧化性、碱性覆盖剂；大包至中间包，中间包到结晶器采用保护套管并吹氩保护；结晶器内加优质保护渣)和电磁搅拌(200A/3.0Hz)、专用保护渣、二冷弱冷技术(确保铸坯矫直温度大于890℃)，改善铸坯组织结构，确保生产出表面无缺陷铸坯。

浇注过程要全程保护浇注，大包开浇后必须加盖，大包吹氩保护、长水口氩封保护、浸入式水口保护。浇注时中包先加碱性覆盖剂、后加碳化稻壳。中间包采用高液面浇铸(700±50mm)，利于夹杂物进一步上浮和吸附，防止二次氧化；结晶器液面采用液面自动控制技术，液面波动范围≤±3mm，保持高液面操作，减少卷渣几率；合理控制结晶器电磁搅拌参数(200A/3.0Hz)，减少铸坯中心疏松、偏析；采用优质保护渣，确保铸坯表面质量良好；温度检测采用中间包连续测温和手动测温检测，及时将中间包温度反馈给精炼炉；二冷配水采用现有的20CrMnTIH配水模型；连铸中间包温度在1525～1540℃，稳定拉速，260mm×300mm铸坯控制在0.60～0.65m/min，180mm×220mm铸坯控制在1.00～1.10 m/min。热送温度≥500～650℃。

3.20CrMnTiH4圆钢轧制

加热温度1200～1250℃，加热时间1.5h～2.5h。开轧温度1080～1180℃，轧制节奏均衡稳定，终轧温度850～980℃。

4.缓冷

大规格材缓冷，轧后钢材的冷却速度为0.5～1℃/min。

确保高压水除鳞正常使用。轧制过程中严格控制各道次料型尺寸及表面质量，轧件不得有扭转、划伤、拉丝、折叠等轧制缺陷。控制好下床温度，防止钢材弯曲。精整修磨执行钢材商品化包装相关规定。具体过程记录参数见表3～表7。表8和表9为实施例化学成分和物理检验结果。

表3电炉配料情况

炉号	料重(吨)	铁水(吨)	铁水比
				T207-7272	59.30	27.00	45.53％
T207-7273	60.25	28.35	47.05％
				T207-7274	62.50	27.00	43.20％
T207-7275	62.05	27.55	44.40％
				T207-7276	60.30	26.00	43.12％

表4电炉冶炼过程记录表

炉号	冶炼周期(min)	冶炼电耗(KW)	熔清碳(％)	熔清磷(％)	终点碳(％)	出钢温度(℃)
							T207-7272	47	8400	0.95	0.015	0.13	1640
T207-7273	45	8400	0.76	0.008	0.12	1651
							T207-7274	43	7280	1.01	0.016	0.13	1633
T207-7275	42	7280	0.17	0.015	0.11	1651
							T207-7276	51	8960	0.84	0.011	0.11	1645

表5LF精炼过程记录表

炉号	到位温度(℃)	到位C(％)	到位Mn(％)	到位Si(％)	到位Cr(％)	精炼周期(min)	软吹(min)
								T207-7272	1580	0.16	0.95	0.15	1.05	33	26
T207-7273	1590	0.16	1.01	0.15	1.13	32	29
								T207-7274	1585	0.17	1.06	0.14	1.12	32	26
T207-7275	1556	0.12	0.95	0.09	1.1	37	28
								T207-7276	1579	0.14	1.01	0.14	1.1	33	20

表6连铸过程记录表

炉号	上台温度(℃)	最低温度(℃)	最高温度(℃)	最低拉速(m/min)	最高拉速(m/min)
						T207-7272	1562	1531	1537	0.62	0.64
T207-7273	1561	1535	1537	0.63	0.65
						T207-7274	1560	1531	1536	0.63	0.64
T207-7275	1562	1531	1535	0.63	0.64
						T207-7276	1561	1532	1536	0.63	0.65

表7轧制过程记录表

加热段℃	均热段℃	开轧温度℃	下床温度℃	除磷压力MPa
					1214	1220	1158	600	12.5
1212	1215	1163	605	12.5

1215	1218	1170	605	12.5
					1212	1226	1176	610	12.5

表8齿轮钢实施例(20CrMnTiH4)化学成分(重量，％)

表9齿轮钢实施例(20CrMnTiH4)物理检验(高低倍、淬透性、硬度)

Claims

1.CrMnTi系窄淬透性带齿轮钢的制造方法，包括冶炼、连铸、轧制工艺步骤，其特征在于：

1)冶炼及合金化：电炉或转炉冶炼；采用高温快速脱碳；控制终点成分，终点碳0.08～0.12％；无渣或少渣出钢；出钢过程采用强化预脱氧技术，确保到精炼工位钢液溶解氧含量不大于50ppm；LF精炼过程采用精炼快速成渣造渣技术、洁净钢精炼技术；通过采用炉外精炼、真空脱气处理至化学成分和钢中气体含量符合要求，钢中氢含量不大于2.5×10^-6、氧含量不大于20×10^-6；通过钢包吹氩、白渣精炼、终脱氧喂铝线、真空脱气处理加强钢的脱氧去气；

2)连铸，采用低过热度、高液面、恒拉速、保护浇注和电磁搅拌，确保铸坯矫直温度890℃～930℃；

4)轧后空冷或缓冷；

所述的CrMnTi系窄淬透性带齿轮钢，其组成按重量百分数为：

2.如权利要求1所述的CrMnTi系窄淬透性带齿轮钢的制造方法，其特征在于：步骤4)中，大规格材轧后缓冷，冷却速度为0.5～1℃/min。

3.如权利要求1所述的CrMnTi系窄淬透性带齿轮钢的制造方法，其特征在于：步骤1)中电炉或转炉冶炼为，电炉采用炉料结构优化技术，兑加40wt％以上高比例铁水；步骤1)所述的高温快速脱碳为，供氧时间35～45分钟，脱碳量0.8～1.2％。

4.如权利要求1所述的CrMnTi系窄淬透性带齿轮钢的制造方法，其特征在于：步骤1)所述的无渣为电炉偏心炉底无渣出钢，步骤1)所述的少渣为转炉出钢渣层厚度≤60mm。

5.如权利要求1所述的CrMnTi系窄淬透性带齿轮钢的制造方法，其特征在于：步骤1)所述的强化预脱氧技术为，随钢流加入1.2～1.5Kg/t钢芯铝；步骤1)所述的LF精炼过程采用精炼快速成渣造渣技术为，钢水到精炼位后变白渣时间1～5分钟，白渣精炼保持时间30～50分钟。

6.如权利要求1所述的CrMnTi系窄淬透性带齿轮钢的制造方法，其特征在于：步骤2)所述的低过热度为，控制过热度为10～30℃；步骤2)所述的高液面为，中间包钢水液面高度650～700mm。

7.如权利要求1所述的CrMnTi系窄淬透性带齿轮钢的制造方法，其特征在于：步骤2)所述的恒拉速为，260mm×300mm铸坯控制在0.60～0.65m/min，180mm×220mm铸坯控制在1.00～1.10m/min；步骤2)所述的保护浇注为，钢包、中间包内钢水加入低氧化性的碱性覆盖剂；大包至中间包，中间包到结晶器采用保护套管并吹氩保护。