CN109338064B - 一种重载齿轮用合金钢1.6582锻圆的制备方法 - Google Patents

一种重载齿轮用合金钢1.6582锻圆的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种重载齿轮用合金钢1.6582锻圆的制备方法，属于合金钢锻圆加工制造技术领域，其特征在于采取钢锭多段加温至1180℃～1220℃保温，1200℃～800℃的范围之内按照2:1～4:1的锻压比进行锻造，然后空冷、埋砂，再在850±20℃温度下置入油中淬火30min～60min，自然空冷至室温；最后于600℃～660℃温度下进行回火处理。其产品的抗拉强度达到了800Mpa～950Mpa，屈服强度≥600Mpa，延伸率≥16％，Z≥55％，冲击功ISO‑V,20℃平均值≥45J，完全满足了各行业对重载齿轮用合金钢1.6582锻圆提出的各技术指标。

Description

一种重载齿轮用合金钢1.6582锻圆的制备方法
技术领域
本项发明属于合金钢锻圆加工制造技术领域，具体为一种重载齿轮用合金钢1.6582锻圆的制备方法。
背景技术
随着装备制造业各相关产业的快速发展，如铁路机车、高铁客车、重型卡车和大型工程机械、石油钻井平台、港口重型起重设备等所使用的重载齿轮用钢的数量在不断攀升，同时对钢材的综合性能也提出了越来越高的要求。但利用现有的锻造和热处理方法所生产制造出来的锻圆材料，所实现的各项性能指标很难同时达到重载齿轮用钢所需要满足的要求，因此必须在现有的生产工艺上继续改进。
本发明的目的在于选择一种合适牌号的合金钢锭，采取一种特殊的生产工艺进行加工制造，通过钢锭加热、锻造、调质热处理等工序过程，最终生产出适用于重载齿轮制造的合格钢材，以此满足国内需求，同时也为进军国外高端齿轮用钢市场奠定技术基础，获得更多的综合效益。
发明内容
本项发明根据前述的发明目的，选择合金钢1.6582钢锭作为加工对象进行研究与探讨，最终发明出了该种重载齿轮用合金钢1.6582锻圆的制造方法，该种1.6582合金钢锻圆直径D＝130mm～600mm,其化学成分以Fe为基础元素，按质量百分比计还包含以下组分，C＝0.33％～0.38％，Mn＝0.55％～0.80％，Si＝0.15％～0.35％，P≤0.015％，S≤0.015％，Cr＝1.50％～1.70％，Ni＝1.50％～1.70％，Mo＝0.23％～0.30％，Al＝0.020％～0.040％，Cu≤0.20％，V≤0.05％，对于上述成分的重载齿轮用合金钢1.6582锻圆采取如下的工艺方法进行制造：
1)钢锭加热。将上述成分的钢锭加热至600℃～750℃，保温1.5～3.5小时，然后加热至800℃～850℃，保温0.5～2.5小时，再加热至可锻的1180℃～1220℃，保温3～6.5小时，使钢锭的表面及内部温度基本一致，奥氏体均匀化，然后准备锻压；
2)锻压成型。将钢锭吊运至锻压机所在位置，开始对其进行锻压成型，先将其锻为方形，后压其棱，最后压为圆形，形成锻圆；锻制过程中控制锻压比在2:1～4:1，控制锻造温度在1200℃～800℃的范围之内；
3)去除氧化铁。在热锻过程中，氧化铁附着在红硬状态下的钢锭表面，呈斑块或点片状，在压力作用下这些斑块或点片状氧化铁会导致红钢表面出现凹坑，甚至产生微裂纹。同时，未除去的钢材表面氧化铁皮，在后续热处理过程中，会降低热传导效率，影响热处理的均匀性。本发明采用事先设计好的锻圆氧化铁清扫机，在锻造过程中连续清除被锻压的红热锻坯表面的氧化铁，以此大幅提高被锻的红热锻坯表面质量，使得锻圆表面呈光滑形状，为后续热处理创造合适的条件。
4)锻后缓冷。将经过锻压成型的锻圆置于空气中空冷20min～50min，然后埋入砂中，当锻圆温度降至≤150℃时出砂；
5)高温淬火。为了减小工件的变形和开裂的可能性，需要对出砂后的锻圆进行淬火处理，即将锻圆置入淬火加热炉中加热到850±20℃，并保持温度不变，保温处理的保持时间t按锻圆直径D计算，t＝(1.5～2.5)(min/mm)ⅹD(mm)，淬火前的保温时间达到之后，将温度为850±20℃的锻圆置入到淬火油之中，淬火时间t＝30min～60min，然后自然空冷至室温；置入锻圆前的油温一般控制在60℃～80℃；
6)高温回火。将淬火后的锻圆置入到回火加热炉内升温加热到回火温度600℃～660℃，并保持温度不变，回火处理的保持时间t按锻圆直径D计算，t＝(2～2.5)(min/mm)ⅹD(mm)，锻圆回火后炉冷至300℃以下，然后出炉空冷。
采用本方法生产的1.6582合金钢锻圆，其抗拉强度达到了800Mpa～950Mpa，屈服强度≥600Mpa，延伸率≥16％，Z≥55％，冲击功ISO-V,20℃平均值≥45J，完全满足了各行业对重载齿轮用合金钢1.6582锻圆所提出的各技术指标，可充分适应重载齿轮工作时所面临的频繁使用、载荷极重的工况条件。
具体实施方式
实施例之一
选择1.6582合金钢锭，重量为9吨，钢锭截面平均当量直径为845mm，以此钢锭为原料，采用本项发明所公开的办法进行锻造和热处理，生产直径400mm的锻圆，具体生产加工的步骤为：
1)加热。将钢锭加热至700℃，保温2小时，然后加热至800℃，保温2小时，再加热至可锻的1220℃，然后保温5小时，使钢锭的表面及内部温度基本一致，奥氏体均匀化，然后开始锻压；
2)锻压。钢锭吊运至锻压机后开始锻压，先将其锻为方形，后压其棱，最后压为圆形，控制锻压比在3.68，控制锻造温度在1200℃～800℃的范围之内；
3)去除氧化铁。采用事先设计好的锻圆氧化铁清扫机，在锻造过程连续清除红热锻坯表面的氧化铁，以此大幅提高被锻的红热锻坯表面质量，锻圆表面达到了光滑形状。
4)锻后缓冷。锻后空冷30min后埋砂，在130℃时出砂。
5)高温淬火。将埋砂后的锻圆加热至860℃，保温12小时，然后置于温度为60℃的油介质中，淬火时间t＝45min，然后自然空冷。
6)高温回火。回火温度为600℃，回火保温时间为18小时，回火后炉冷至300℃后，出炉空冷。
本实例生产的1.6582合金钢锻圆，其抗拉强度达到了920Mpa，屈服强度＝710Mpa，延伸率为20％，Z＝58％，冲击功ISO-V,20℃平均值＝49J，质量良好。

Claims (1)

1.一种重载齿轮用合金钢1.6582锻圆的制备方法，其特征在于采取如下步骤对重载齿轮用合金钢1.6582锻圆进行制造：
1）将钢锭加热至600℃~750℃，保温1.5~3.5小时，然后加热至800℃~850℃，保温0.5~2.5小时，再加热至可锻的1180℃~1220℃，保温3~6.5小时，使钢锭的表面及内部温度基本一致，奥氏体均匀化，然后准备锻压；
2）将钢锭吊运至锻压机所在位置进行锻压成型，先将其锻为方形，后压其棱，最后压成锻圆；锻制过程中控制锻压比在3:1~ 4:1，控制锻造温度在1200℃~800℃的范围之内；
3）采用锻圆氧化铁清扫机在锻造过程中连续清除被锻压的红热锻坯表面的氧化铁，使得锻圆表面呈光滑形状；
4）将经过锻压成型的锻圆置于空气中空冷20min~50min，然后埋入砂中，当锻圆温度降至≤150℃时出砂；
5）将锻圆置入淬火加热炉中加热到850±20℃，并保持温度不变，保温处理的保持时间t按锻圆直径D计算，t=(1.5～2.5)(min/mm)ⅹD(mm)，淬火前的保温时间达到之后，将温度为850±20℃的锻圆置入到淬火油之中，淬火时间t=30min~60min，然后自然空冷至室温；置入锻圆前的油温控制在60℃~80℃；
6）将淬火后的锻圆置入到回火加热炉内升温加热到回火温度600℃~660℃，并保持温度不变，回火处理的保持时间t按锻圆直径D计算，t=(2~2.5)(min/mm)ⅹD(mm)，锻圆回火后炉冷至300℃以下，然后出炉空冷，
其中，所述的合金钢1.6582锻圆直径D=130mm～600mm, 其化学成分以Fe为基础元素，按质量百分比计还包含以下组分，C=0.33%～0.38%，Mn=0.55%～0.80%，Si=0.15%～0.35%，P≤0.015%，S≤0.015%，Cr=1.50%～1.70%，Ni=1.50%～1.70%，Mo=0.23%～0.30%，Al=0.020%～0.040%， Cu≤0.20%，V≤0.05%。
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