CN110172642A - 一种无级变速器用高碳铬钢球及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种无级变速器用高碳铬钢球及其制备方法，其化学成分为：C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Cu、Mo、Ti、Al、Ag、Pb、B、Zr、V、Nb，余量为Fe，本申请脱氧、脱硫效果好，淬火不开裂，冲击韧性高，回火稳定性高，淬透性高。细化材料尺寸，钢球强度高，韧性好。抗冲击性能优异。钢球耐磨，硬度65‑75HRC，冲击韧性40‑44J/cm2，钢球内部结构均一性好。

Description

一种无级变速器用高碳铬钢球及其制备方法
技术领域
本发明涉及到钢球生产工艺领域，具体涉及到一种无级变速器用高碳铬钢球及其制备方法。
背景技术
无级变速行星传动装置，是一个创新的无级变速装置，通过一组小球来传递驱动轮盘和被驱动轮盘之间的速度，而固定这组小球的架子中心可以左右移动，这样就让球的轴线形成一个角度，从而左右接触点的小球就有不同大小的旋转圆周，从而形成了速度比，而这组小球的角度控制是无级别的，所以就带来了整体的无级变速。
无级变速指可以连续获得变速范围内任何传动比的变速系统。通过无级变速可以得到传动系与发动机工况的最佳匹配。常见的无级变速器有液力机械式无级变速器和金属带式无级变速器（VDT-CVT）以及可变斜面式无级变速器。
钢球根据生产加工工艺分为研磨钢球，锻造钢球，铸造钢球。根据加工材料分为轴承钢球，不锈钢球，碳钢球，铜轴承钢球球·合金球等。其中轴承钢球为工业的重要基础零部件，合金钢球是以碳、铬、锰、钼等为主要添加金属元素，并通过锻打、旋压、轧制和铸造等方式生成的一种球状形铁合金耐磨体，它是当今粉碎工业矿山用球，水泥用球等最重要组成部分。
发明内容
解决的技术问题：本申请主要解决的是现有技术中硬度低、抗冲击强度差和耐磨性差的技术问题。
技术方案：
一种无级变速器用高碳铬钢球，其化学成分按重量百分比为：C0.71-0.91%、Si0.2-0.4%、Mn0.3-0.36%、P0.01-0.03%、S0.001-0.003%、Cr1-1.4%、Ni0.01-0.02%、Cu0.01-0.03%、Mo0.002-0.004%、Ti0.001-0.0016%、Al0.01-0.012%、Ag0.003-0.0039%、Pb0.0001-0.00012%、B0.02-0.06%、Zr0.8-1.2%、V0.1-0.2%、Nb0.01-0.02%，余量为Fe。
作为本发明的一种优选技术方案：所述无级变速器用高碳铬钢球化学成分按重量百分比为：C0.71%、Si0.2%、Mn0.3%、P0.01%、S0.001%、Cr1%、Ni0.01%、Cu0.01%、Mo0.002%、Ti0.001%、Al0.01%、Ag0.003%、Pb0.0001%、B0.02%、Zr0.8%、V0.1%、Nb0.01%，余量为Fe。
作为本发明的一种优选技术方案：所述无级变速器用高碳铬钢球化学成分按重量百分比为：C0.91%、Si0.4%、Mn0.36%、P0.03%、S0.003%、Cr1.4%、Ni0.02%、Cu0.03%、Mo0.004%、Ti0.0016%、Al0.012%、Ag0.0039%、Pb0.00012%、B0.06%、Zr1.2%、V0.2%、Nb0.02%，余量为Fe。
作为本发明的一种优选技术方案：所述无级变速器用高碳铬钢球化学成分按重量百分比为：C0.81%、Si0.3%、Mn0.33%、P0.02%、S0.002%、Cr1.2%、Ni0.015%、Cu0.02%、Mo0.003%、Ti0.0013%、Al0.011%、Ag0.0036%、Pb0.00011%、B0.04%、Zr1%、V0.15%、Nb0.015%，余量为Fe。
一种无级变速器用高碳铬钢球的制备方法，步骤为：
第一步：首先化学成分的重量百分比进行配料，在真空感应炉中将料坯升温至950-1150℃粗炼脱硫，在2600-2630℃出钢，再投入精炼机中精炼脱氧，真空脱气，精炼温度为1150-1350℃，冶炼完成后利用连铸机连续铸坯制成带液芯状态下的连铸坯；
第二步：在连铸机后面设有连铸中间包，对铸坯进行及时补偿加热，连铸中间包配备有中包感应加热装置防止钢水温度降低，通过中包感应加热装置确保钢水温度在整个浇铸过程控制在+/-5℃，铸坯中心液芯范围为1/10～1/5直径或边长，连铸采用两流浇注，保证铸坯不落地堆垛储存，实现冶炼、连铸以及棒材轧制产能的匹配；
第三步：通过连铸二冷和拉速的控制确保连铸坯带液芯状态进入拉矫机和棒材初轧机，进入拉矫机时的连铸坯液芯范围为1/3～1/2直径或边长，铸坯表面温度为950～1100℃，入坑缓冷36-48h；
第四步：初轧2-3h后再利用连轧机轧制生产出符合规定尺寸的耐磨球用钢棒材，探伤、检验后仓储即得。
作为本发明的一种优选技术方案：所述中间包温度为1495-1505℃。
作为本发明的一种优选技术方案：所述连铸二次冷却和拉速的控制方法为降低连铸二冷强度和提高拉速。
有益效果：
1、脱氧、脱硫效果好，淬火不开裂，冲击韧性高，回火稳定性高，淬透性高。
2、细化材料尺寸，钢球强度高，韧性好。抗冲击性能优异。
3、耐磨，硬度65-75HRC，冲击韧性40-44J/cm2，钢球内部结构均一性好；可应用于自行车无级变速器用钢球。
具体实施方式：
以下结合实例对本发明作进一步的描述，实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明权利要求范围内。
实施例1：
一种无级变速器用高碳铬钢球及其制备方法，包括如下步骤：
第一步：首先按化学成分的重量百分比C0.71%、Si0.2%、Mn0.3%、P0.01%、S0.001%、Cr1%、Ni0.01%、Cu0.01%、Mo0.002%、Ti0.001%、Al0.01%、Ag0.003%、Pb0.0001%、B0.02%、Zr0.8%、V0.1%、Nb0.01%，余量为Fe进行配料，在真空感应炉中将料坯升温至950℃粗炼脱硫，在2600℃出钢，再投入精炼机中精炼脱氧，真空脱气，精炼温度为1150℃，冶炼完成后利用连铸机连续铸坯制成带液芯状态下的连铸坯。
第二步：在连铸机后面设有连铸中间包，对铸坯进行及时补偿加热，连铸中间包配备有中包感应加热装置防止钢水温度降低，通过中包感应加热装置确保钢水温度在整个浇铸过程控制在+/-5℃，中间包温度为1495-1505℃，铸坯中心液芯范围为1/10～1/5直径或边长，连铸采用两流浇注，保证铸坯不落地堆垛储存，实现冶炼、连铸以及棒材轧制产能的匹配。
第三步：通过降低连铸二冷强度和提高拉速确保连铸坯带液芯状态进入拉矫机和棒材初轧机，进入拉矫机时的连铸坯液芯范围为1/3～1/2直径或边长，铸坯表面温度为950～1100℃，入坑缓冷36h。
第四步：初轧2h后再利用连轧机轧制生产出符合规定尺寸的耐磨球用钢棒材，探伤、检验后仓储即得。
本申请脱氧、脱硫效果好，淬火不开裂，冲击韧性高，回火稳定性高，淬透性高。细化材料尺寸，钢球强度高，韧性好。抗冲击性能优异。钢球耐磨，硬度68HRC，冲击韧性41J/cm2，钢球内部结构均一性好。
实施例2：
一种无级变速器用高碳铬钢球及其制备方法，包括如下步骤：
第一步：首先按化学成分的重量百分比C0.91%、Si0.4%、Mn0.36%、P0.03%、S0.003%、Cr1.4%、Ni0.02%、Cu0.03%、Mo0.004%、Ti0.0016%、Al0.012%、Ag0.0039%、Pb0.00012%、B0.06%、Zr1.2%、V0.2%、Nb0.02%，余量为Fe进行配料，在真空感应炉中将料坯升温至1150℃粗炼脱硫，在2630℃出钢，再投入精炼机中精炼脱氧，真空脱气，精炼温度为1350℃，冶炼完成后利用连铸机连续铸坯制成带液芯状态下的连铸坯。
第二步：在连铸机后面设有连铸中间包，对铸坯进行及时补偿加热，连铸中间包配备有中包感应加热装置防止钢水温度降低，通过中包感应加热装置确保钢水温度在整个浇铸过程控制在+/-5℃，中间包温度为1495-1505℃，铸坯中心液芯范围为1/10～1/5直径或边长，连铸采用两流浇注，保证铸坯不落地堆垛储存，实现冶炼、连铸以及棒材轧制产能的匹配。
第三步：通过降低连铸二冷强度和提高拉速确保连铸坯带液芯状态进入拉矫机和棒材初轧机，进入拉矫机时的连铸坯液芯范围为1/3～1/2直径或边长，铸坯表面温度为1100℃，入坑缓冷48h。
第四步：初轧3h后再利用连轧机轧制生产出符合规定尺寸的耐磨球用钢棒材，探伤、检验后仓储即得。
本申请脱氧、脱硫效果好，淬火不开裂，冲击韧性高，回火稳定性高，淬透性高。细化材料尺寸，钢球强度高，韧性好。抗冲击性能优异。钢球耐磨，硬度73HRC，冲击韧性43J/cm2，钢球内部结构均一性好。
实施例3：
一种无级变速器用高碳铬钢球及其制备方法，包括如下步骤：
第一步：首先按化学成分的重量百分比C0.81%、Si0.3%、Mn0.33%、P0.02%、S0.002%、Cr1.2%、Ni0.015%、Cu0.02%、Mo0.003%、Ti0.0013%、Al0.011%、Ag0.0036%、Pb0.00011%、B0.04%、Zr1%、V0.15%、Nb0.015%，余量为Fe进行配料，在真空感应炉中将料坯升温至1100℃粗炼脱硫，在2620℃出钢，再投入精炼机中精炼脱氧，真空脱气，精炼温度为1250℃，冶炼完成后利用连铸机连续铸坯制成带液芯状态下的连铸坯。
第二步：在连铸机后面设有连铸中间包，对铸坯进行及时补偿加热，连铸中间包配备有中包感应加热装置防止钢水温度降低，通过中包感应加热装置确保钢水温度在整个浇铸过程控制在+/-5℃，中间包温度为1495-1505℃，铸坯中心液芯范围为1/10～1/5直径或边长，连铸采用两流浇注，保证铸坯不落地堆垛储存，实现冶炼、连铸以及棒材轧制产能的匹配。
第三步：通过降低连铸二冷强度和提高拉速确保连铸坯带液芯状态进入拉矫机和棒材初轧机，进入拉矫机时的连铸坯液芯范围为1/3～1/2直径或边长，铸坯表面温度为1000℃，入坑缓冷40h。
第四步：初轧3h后再利用连轧机轧制生产出符合规定尺寸的耐磨球用钢棒材，探伤、检验后仓储即得。
本申请脱氧、脱硫效果好，淬火不开裂，冲击韧性高，回火稳定性高，淬透性高。细化材料尺寸，钢球强度高，韧性好。抗冲击性能优异。钢球耐磨，硬度75HRC，冲击韧性44J/cm2，钢球内部结构均一性好；可广泛应用于自行车无级变速器用钢球。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和及其优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制。需要说明的是，上述实施实例不以任何形式限制本发明，凡采用等同或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种无级变速器用高碳铬钢球，其特征在于，其化学成分按重量百分比为：C0.71-0.91%、Si0.2-0.4%、Mn0.3-0.36%、P0.01-0.03%、S0.001-0.003%、Cr1-1.4%、Ni0.01-0.02%、Cu0.01-0.03%、Mo0.002-0.004%、Ti0.001-0.0016%、Al0.01-0.012%、Ag0.003-0.0039%、Pb0.0001-0.00012%、B0.02-0.06%、Zr0.8-1.2%、V0.1-0.2%、Nb0.01-0.02%，余量为Fe。
2.根据权利要求1所述无级变速器用高碳铬钢球，其特征在于，所述无级变速器用高碳铬钢球化学成分按重量百分比为：C0.71%、Si0.2%、Mn0.3%、P0.01%、S0.001%、Cr1%、Ni0.01%、Cu0.01%、Mo0.002%、Ti0.001%、Al0.01%、Ag0.003%、Pb0.0001%、B0.02%、Zr0.8%、V0.1%、Nb0.01%，余量为Fe。
3.根据权利要求1所述无级变速器用高碳铬钢球，其特征在于，所述无级变速器用高碳铬钢球化学成分按重量百分比为：C0.91%、Si0.4%、Mn0.36%、P0.03%、S0.003%、Cr1.4%、Ni0.02%、Cu0.03%、Mo0.004%、Ti0.0016%、Al0.012%、Ag0.0039%、Pb0.00012%、B0.06%、Zr1.2%、V0.2%、Nb0.02%，余量为Fe。
4.根据权利要求1所述无级变速器用高碳铬钢球，其特征在于，所述无级变速器用高碳铬钢球化学成分按重量百分比为：C0.81%、Si0.3%、Mn0.33%、P0.02%、S0.002%、Cr1.2%、Ni0.015%、Cu0.02%、Mo0.003%、Ti0.0013%、Al0.011%、Ag0.0036%、Pb0.00011%、B0.04%、Zr1%、V0.15%、Nb0.015%，余量为Fe。
5.一种权利要求1所述无级变速器用高碳铬钢球的制备方法，其特征在于步骤为：
第一步：首先按化学成分的重量百分比进行配料，在真空感应炉中将料坯升温至950-1150℃粗炼脱硫，在2600-2630℃出钢，再投入精炼机中精炼脱氧，真空脱气，精炼温度为1150-1350℃，冶炼完成后利用连铸机连续铸坯制成带液芯状态下的连铸坯；
第二步：在连铸机后面设有连铸中间包，对铸坯进行及时补偿加热，连铸中间包配备有中包感应加热装置防止钢水温度降低，通过中包感应加热装置确保钢水温度在整个浇铸过程控制在+/-5℃，铸坯中心液芯范围为1/10～1/5直径或边长，连铸采用两流浇注，保证铸坯不落地堆垛储存，实现冶炼、连铸以及棒材轧制产能的匹配；
第三步：通过连铸二冷和拉速的控制确保连铸坯带液芯状态进入拉矫机和棒材初轧机，进入拉矫机时的连铸坯液芯范围为1/3～1/2直径或边长，铸坯表面温度为950～1100℃，入坑缓冷36-48h；
第四步：初轧2-3h后再利用连轧机轧制生产出符合规定尺寸的耐磨球用钢棒材，探伤、检验后仓储即得。
6.根据权利要求1所述无级变速器用高碳铬钢球及其制备方法，其特征在于：所述第二步中的中间包温度为1495-1505℃。
7.根据权利要求1所述无级变速器用高碳铬钢球及其制备方法，其特征在于：所述连铸二次冷却和拉速的控制方法为降低连铸二冷强度和提高拉速。
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