CN102814438A - 一种改善齿轮件钢坯金相组织的锻造工艺 - Google Patents

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本发明公开了一种改善齿轮件钢坯金相组织的锻造工艺，包括如下步骤：选择坯料并切除占总原材料30％的冒口；将坯料加热；然后放置到锻压机中进行锻压，在整个锻造过程中，针对每一个坯料的支晶偏析特征，在下锤时向坯料结晶方向相垂直的方向用力；在锻压过程中采用极限展宽锻造，在锻造时使变形方向朝着一个方向极限变形，所述极限展宽锻造为压下剩余厚度和压完后宽度之比为0.4；在锻造最后一次加热时在保证足够的剩余锻造比前提下控制最后的终锻温度；将锻压成形后的工件进行锻后扩氢退火；将扩氢退火后的工件，在冷却后进行预备热处理高温正回火；对回火处理后的工件进行检测。通过该锻造工艺生产出来的齿轮钢坯其金相组织更加理想。

Description

一种改善齿轮件钢坯金相组织的锻造工艺
技术领域
本发明涉及一种金属锻造工艺，属于锻造技术领域，具体涉及一种改善齿轮件钢坯金相组织的锻造工艺。
背景技术
齿轮用钢根据使用强度，使用部位，齿轮重要程度，会选择不同种类钢材，但主要区别在于合金元素的含量。总的来说，齿轮用钢由于其齿部处在长期的工作环境中，所以对许多各方面的性能要求都非常高，这就要求锻造出的齿轮毛坯要有好的性能，而且对无损探伤的要求也很高，齿轮件较一般零部件来说，其各项机械性能都要高出很多倍，齿轮件对低倍金相组织的要求也非常高，而大多数锻造厂商，原材料生产厂家对于这些问题还没有引起重视，或者重视了却没有好的办法解决。所以一直以来如何解决齿轮用钢组织均匀性一直是各个生产厂家，学术界讨论的重点问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种改善齿轮件钢坯金相组织的锻造工艺，通过该锻造工艺生产出来的齿轮钢坯其金相组织更加理想。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种改善齿轮件钢坯金相组织的锻造工艺，其特征在于，所述锻造工艺包括如下步骤：
S1：选择LF+VD冶炼产生的原材料为坯料，并切除占总原材料25％-30％的冒口；
S2：将S1步得到的坯料加热到950～1200度；
S3：将S2步加热后的坯料放置到锻压机中进行锻压，在整个锻造过程中，针对每一个坯料的支晶偏析特征，在下锤时向坯料结晶方向相垂直的方向用力；在锻压过程中采用极限展宽锻造，在锻造时使变形方向朝着一个方向极限变形，所述极限展宽锻造为压下剩余厚度和压完后宽度之比在0.4到0.35之间；
S4：将S3步锻压后的坯料在进行加热，然后再锻压，如此反复数次，在锻造最后一次加热时在保证足够的剩余锻造比前提下控制最后的终锻温度在800～900度；
S5：将S4步锻压成形后的工件进行锻后扩氢退火；
S6：将S5步扩氢退火后的工件，在冷却后进行预备热处理高温正回火；
S7：对S6步回火处理后的工件进行检测。
其中优选的技术方案是，所述S2步中的加热到950～1200度后保持一定时间，待炉温稳定后再出炉。
优选的技术方案还有，所述S4步中的剩余锻造比为1.5。
优选的技术方案还有，所述S5步中的扩氢退火温度660度，扩氢退火的时间为每增加25mm多一个小时。
本发明的优点和有益效果在于：该锻造工艺通过选择LF+VD(炉外精炼+真空脱气)冶炼产生的原材料，并切除足够量的水冒口，占总原材料的25％-30％，使原材料有良好的纯净度。在锻造温度的选择上，尽量把锻造温度控制在一个较高的1200-950度之间的锻造温度，从而保证不会因为锻造温度低而导致的组织偏差问题。在整个锻造过程中，针对每一个锻造用钢坯，根据其支晶偏析特征，在下锤时向钢坯结晶方向相垂直的方向用力，充分使原材料中的夹渣物破碎，弥散，以促使在最后成型时消除由于支晶偏析而导致的金相组织不均匀等问题。在每一次的锻造回炉时都力求达到最大的外表面，在炉内获得最大的受热面，使其中合金元素得到充分扩散，防止最后的组织遗传。在锻造最后一火次回火时在保证足够的剩余锻造比1.5前提下控制最后的终锻温度。在最终热处理之前，增加充分的预备热处理工序，再经过一道高温正火，充分改善齿轮工件的金相组织，消除内应力，使工件成分均匀。通过以上技术要点的控制，使齿轮工件具有良好的金相组织，良好的机械性能，及无损探伤的新型齿轮用钢。
附图说明
图1是本发明改善齿轮件钢坯金相组织锻造工艺的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明是一种改善齿轮件钢坯金相组织的锻造工艺，其特征在于，所述锻造工艺包括如下步骤：
第一步：选择LF+VD冶炼产生的原材料为坯料，并切除占总原材料25％-30％的冒口；
第二步：将第一步得到的坯料加热到950～1200度；
第三步：将第二步加热后的坯料放置到锻压机中进行锻压，在整个锻造过程中，针对每一个坯料的支晶偏析特征，在下锤时向坯料结晶方向相垂直的方向用力；在锻压过程中采用极限展宽锻造，在锻造时使变形方向朝着一个方向极限变形，所述极限展宽锻造为压下剩余厚度和压完后宽度之比在0.4到0.35之间；
第四步：将第三步锻压后的坯料在进行加热，然后再锻压，如此反复数次，在锻造最后一次加热时在保证足够的剩余锻造比前提下控制最后的终锻温度在800～900度；
第五步：将第四步锻压成形后的工件进行锻后扩氢退火；
第六：将第五步扩氢退火后的工件，在冷却后进行预备热处理高温正回火；
第七步：对第六步回火处理后的工件进行检测。
在本发明中优选的实施方案是，所述第二步中的加热到1100度后保持一定时间，待炉温稳定后再出炉。
在本发明中优选的技术方案还有，所述第四步中的剩余锻造比为1.5。
在本发明中优选的技术方案还有，所述第五步中的扩氢退火温度660度，扩氢退火的时间为每增加25mm多一个小时。
在本发明中第六步回火处理后的工件进行检测，其检测指标为：废金属杂质：A粗：0.5级，A细：0.5级；B粗：0级，B细：2.0级；C粗：1.0级，C细：1.0级；D粗：1.0级，D细：1.0级；带状组织：2级；晶粒度7级；定型偏析：0；中心疏松≤0.5；一般疏松≤0.5；无一般点状偏析及边缘点状偏。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种改善齿轮件钢坯金相组织的锻造工艺，其特征在于，所述锻造工艺包括如下步骤：
S1：选择LF+VD冶炼产生的原材料为坯料，并切除占总原材料25％-30％的冒口；
S2：将S1步得到的坯料加热到950～1200度；
S3：将S2步加热后的坯料放置到锻压机中进行锻压，在整个锻造过程中，针对每一个坯料的支晶偏析特征，在下锤时向坯料结晶方向相垂直的方向用力；在锻压过程中采用极限展宽锻造，在锻造时使变形方向朝着一个方向极限变形，所述极限展宽锻造为压下剩余厚度和压完后宽度之比在0.4到0.35之间；
S4：将S3步锻压后的坯料在进行加热，然后再锻压，如此反复数次，在锻造最后一次加热时在保证足够的剩余锻造比前提下控制最后的终锻温度在800～900度；
S5：将S4步锻压成形后的工件进行锻后扩氢退火；
S6：将S5步扩氢退火后的工件，在冷却后进行预备热处理高温正回火；
S7：对S6步回火处理后的工件进行检测。
2.如权利要求1所述的改善齿轮件钢坯金相组织的锻造工艺，其特征在于，所述S2步中的加热到950～1200度后保持一定时间，待炉温稳定后再出炉。
3.如权利要求1所述的改善齿轮件钢坯金相组织的锻造工艺，其特征在于，所述S4步中的剩余锻造比为1.5。
4.如权利要求1所述的改善齿轮件钢坯金相组织的锻造工艺，其特征在于，所述S5步中的扩氢退火温度660度，扩氢退火的时间为每增加25mm多一个小时。
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