CN112322997A - 一种高温渗碳汽车齿轮钢及其生产工艺 - Google Patents

一种高温渗碳汽车齿轮钢及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明适用于齿轮钢生产技术领域,提供了一种高温渗碳汽车齿轮钢及其生产工艺,齿轮钢化学成分质量百分比为:C:0.15~0.21%、Mo:0.08‑0.20%、Mn:0.75~0.93%、P:0.015‑0.03%、Cr:0.45~1.13%、S:0.025~0.034%、Ni:0.13‑0.55%、Nb:0.02~0.03%、Al:0.02~0.06%、Si:0.20~0.23%、Ti:0.02~0.04%,余量为Fe和不可避免的杂质;通过对钢坯的预热过程的扩展,使得钢坯在加热炉中能够逐步加热,并且在每段预热过程中进行一定时间的保温,使得加热更加均衡,避免加热不均匀而引起的热应力裂纹现象产生,并在最后利用超声波对制得的齿轮钢进行检测,进一步保持的制得后齿轮钢的产生质量。

Description

一种高温渗碳汽车齿轮钢及其生产工艺
技术领域
本发明属于齿轮钢生产技术领域,尤其涉及一种高温渗碳汽车齿轮钢及其生产工艺。
背景技术
近年来,随着汽车轻量化及环保和节省燃油等汽车工业发展的需求,提高齿轮的设计应力即要求钢高强度化已经作为国内化汽车齿轮钢发展的主要方向。
齿轮钢是汽车材料中用量较大,要求较高的关键材料之一,不仅影响车辆寿命,能耗等技术经济指标,而且对于满足安全、环保及舒适要求也至关重要。从80年代开始,我国有计划地引进工业发达国家的各类先进车型。同时,我国各大汽车生产长同国外著名汽车大公司进行合作,引进国外先进汽车生产技术,其中包括汽车齿轮的生产技术。对于大功率变速箱齿轮,要求能承受大的应力,因而确保齿轮在大应力下疲劳寿命就成为最关键的问题。主要考虑如下三种疲劳强度:弯曲疲劳强度、冲击疲劳强度和耐蚀疲劳强度。为提高三种疲劳强度则必须考虑化学成分的控制,特别是合金元素的控制、纯净度、晶粒度、组织特性、淬透性和力学性能。
目前在对齿轮钢在进行加热轧制的过程中,大多均是将钢坯直接提升到较高的温度,而温度的陡然上升便会造成钢坯的热应力裂纹,并影响到成品齿轮钢的产生质量。
发明内容
本发明提供一种高温渗碳汽车齿轮钢及其生产工艺,旨在解决目前在对齿轮钢在进行加热轧制的过程中,大多均是将钢坯直接提升到较高的温度,而温度的陡然上升便会造成钢坯的热应力裂纹,并影响到成品齿轮钢的产生质量问题。
本发明是这样实现的,一种高温渗碳汽车齿轮钢,所述齿轮钢化学成分质量百分比为:C:0.15~0.21%、Mo:0.08-0.20%、Mn:0.75~0.93%、P:0.015-0.03%、Cr:0.45~1.13%、S:0.025~0.034%、Ni:0.13-0.55%、Nb:0.02~0.03%、Al:0.02~0.06%、Si:0.20~0.23%、Ti:0.02~0.04%,余量为Fe和不可避免的杂质。
优选的,所述齿轮钢化学成分质量百分比为:C:0.16%、Mo:0.11%、Mn:0.75%、P:0.02%、Cr:0.56%、S:0.026%、Ni:0.023%、Nb:0.02%、Al:0.03%、Si:0.21%、Ti:0.02%,余量为Fe和不可避免的杂质。
优选的,所述齿轮钢化学成分质量百分比为:C:0.17%、Mo:0.12%、Mn:0.81%、P:0.025%、Cr:0.65%、S:0.030%、Ni:0.31%、Nb:0.023%、Al:0.04%、Si:0.22%、Ti:0.03%,余量为Fe和不可避免的杂质。
优选的,所述齿轮钢化学成分质量百分比为:C:0.19%、Mo:0.14%、Mn:0.86%、P:0.026%、Cr:0.76%、S:0.029%、Ni:0.37%、Nb:0.026%、Al:0.04%、Si:0.22%、Ti:0.03%,余量为Fe和不可避免的杂质。
优选的,所述齿轮钢化学成分质量百分比为:C:0.20%、Mo:0.16%、Mn:0.90%、P:0.028%、Cr:0.95%、S:0.031%、Ni:0.43%、Nb:0.026%、Al:0.04%、Si:0.22%、Ti:0.03%,余量为Fe和不可避免的杂质。
一种高温渗碳汽车齿轮钢的生产工艺,包括如下步骤:
步骤S100:根据原材料制备齿轮钢钢坯;
步骤S200:将钢坯投入到加热炉中进行加热;
步骤S300:加热中进行多个预热段对钢坯进行均衡预热;
步骤S400:加热后对钢坯进行粗轧和精轧;
步骤S500:轧制后对钢坯进行冷却并制得齿轮钢;
步骤S600:对齿轮钢进行超声波的深入检测。
优选的,所述步骤S300中设置有预热段、加热段和保温段,且预热段为≤900℃,加热段为1000~1210℃,保温段为1190~1240℃。
优选的,所述预热段由三次预热组成,分别为一次预热:≤500℃、二次预热:450-750℃以及三次预热:700-900℃,且每次预热段之间设置有10分钟的保温段。
优选的,所述步骤S400中,将钢坯投入到精轧机内部进行精轧,且精轧机温度设定为850℃-950℃。
优选的,所述步骤S500中,将钢坯投入到冷床中,冷床的冷却速率5-8℃/min。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明的一种高温渗碳汽车齿轮钢及其生产工艺,通过对钢坯的预热过程的扩展,使得钢坯在加热炉中能够逐步加热,并且在每段预热过程中进行一定时间的保温,使得加热更加均衡,避免加热不均匀而引起的热应力裂纹现象产生,并在最后利用超声波对制得的齿轮钢进行检测,进一步保持的制得后齿轮钢的产生质量。
附图说明
图1为本发明的方法步骤示意图;
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
请参阅图1,本发明提供一种技术方案:一种高温渗碳汽车齿轮钢的生产工艺,包括如下步骤:
步骤S100:根据原材料制备齿轮钢钢坯,其中齿轮钢化学成分质量百分比为:C:0.16%、Mo:0.11%、Mn:0.75%、P:0.02%、Cr:0.56%、S:0.026%、Ni:0.023%、Nb:0.02%、Al:0.03%、Si:0.21%、Ti:0.02%,余量为Fe和不可避免的杂质,利用以上原料经过制备制得钢坯;
步骤S200:将钢坯投入到加热炉中进行加热,将制得钢投入到加热炉中进行加热,其中加热过程分为三段,分别为预热段为≤900℃,加热段为1000~1210℃,保温段为1190~1240℃;
步骤S300:加热中进行多个预热段对钢坯进行均衡预热,在钢坯进行预热的过程,由于预热段分设有三段,其中一次预热:≤500℃、二次预热:450-750℃以及三次预热:700-900℃,且每次预热段之间设置有10分钟的保温段,利用多个预热段以及核定每段之间的保温设置,能够充分的保证钢坯能够均匀的进行预热,避免加热不均匀而引起的热应力裂纹现象产生;
步骤S400:加热后对钢坯进行粗轧和精轧,当钢坯进行加热之后,首先便需要将钢坯投入到粗轧机中进行粗轧,当粗轧之后,便可将粗轧后的钢坯输送到精轧机内部进行精轧,在精轧的过程中,精轧机温度设定为850℃-950℃;
步骤S500:轧制后对钢坯进行冷却并制得齿轮钢,当钢坯在进行轧制之后,便可将钢坯输送到冷床的内部进行冷却,其中冷床的冷却速率5-8℃/min,冷却完成之后制得齿轮钢;
步骤S600:对齿轮钢进行超声波的深入检测,当齿轮钢冷却之后,便可利用超声波探伤仪对齿轮钢的内部进行探测,而在探测以及检测的过程中,超声波在介质中传播时,在不同质界面上具有反射的特性,如遇到缺陷,缺陷的尺寸等于或大于超声波波长时,则超声波在缺陷上反射回来,探伤仪可将反射波显示出来;如缺陷的尺寸甚至小于波长时,声波将绕过缺陷而不能反。
实施例2
一种高温渗碳汽车齿轮钢的生产工艺,包括如下步骤:
步骤S100:根据原材料制备齿轮钢钢坯,其中齿轮钢化学成分质量百分比为:C:0.17%、Mo:0.12%、Mn:0.81%、P:0.025%、Cr:0.65%、S:0.030%、Ni:0.31%、Nb:0.023%、Al:0.04%、Si:0.22%、Ti:0.03%,余量为Fe和不可避免的杂质,利用以上原料经过制备制得钢坯;
步骤S200:将钢坯投入到加热炉中进行加热,将制得钢投入到加热炉中进行加热,其中加热过程分为三段,分别为预热段为≤900℃,加热段为1000~1210℃,保温段为1190~1240℃;
步骤S300:加热中进行多个预热段对钢坯进行均衡预热,在钢坯进行预热的过程,由于预热段分设有三段,其中一次预热:≤500℃、二次预热:450-750℃以及三次预热:700-900℃,且每次预热段之间设置有10分钟的保温段,利用多个预热段以及核定每段之间的保温设置,能够充分的保证钢坯能够均匀的进行预热,避免加热不均匀而引起的热应力裂纹现象产生;
步骤S400:加热后对钢坯进行粗轧和精轧,当钢坯进行加热之后,首先便需要将钢坯投入到粗轧机中进行粗轧,当粗轧之后,便可将粗轧后的钢坯输送到精轧机内部进行精轧,在精轧的过程中,精轧机温度设定为850℃-950℃;
步骤S500:轧制后对钢坯进行冷却并制得齿轮钢,当钢坯在进行轧制之后,便可将钢坯输送到冷床的内部进行冷却,其中冷床的冷却速率5-8℃/min,冷却完成之后制得齿轮钢;
步骤S600:对齿轮钢进行超声波的深入检测,当齿轮钢冷却之后,便可利用超声波探伤仪对齿轮钢的内部进行探测,而在探测以及检测的过程中,超声波在介质中传播时,在不同质界面上具有反射的特性,如遇到缺陷,缺陷的尺寸等于或大于超声波波长时,则超声波在缺陷上反射回来,探伤仪可将反射波显示出来;如缺陷的尺寸甚至小于波长时,声波将绕过缺陷而不能反。
实施例3
一种高温渗碳汽车齿轮钢的生产工艺,包括如下步骤:
步骤S100:根据原材料制备齿轮钢钢坯,其中齿轮钢化学成分质量百分比为:C:0.19%、Mo:0.14%、Mn:0.86%、P:0.026%、Cr:0.76%、S:0.029%、Ni:0.37%、Nb:0.026%、Al:0.04%、Si:0.22%、Ti:0.03%,余量为Fe和不可避免的杂质,利用以上原料经过制备制得钢坯;
步骤S200:将钢坯投入到加热炉中进行加热,将制得钢投入到加热炉中进行加热,其中加热过程分为三段,分别为预热段为≤900℃,加热段为1000~1210℃,保温段为1190~1240℃;
步骤S300:加热中进行多个预热段对钢坯进行均衡预热,在钢坯进行预热的过程,由于预热段分设有三段,其中一次预热:≤500℃、二次预热:450-750℃以及三次预热:700-900℃,且每次预热段之间设置有10分钟的保温段,利用多个预热段以及核定每段之间的保温设置,能够充分的保证钢坯能够均匀的进行预热,避免加热不均匀而引起的热应力裂纹现象产生;
步骤S400:加热后对钢坯进行粗轧和精轧,当钢坯进行加热之后,首先便需要将钢坯投入到粗轧机中进行粗轧,当粗轧之后,便可将粗轧后的钢坯输送到精轧机内部进行精轧,在精轧的过程中,精轧机温度设定为850℃-950℃;
步骤S500:轧制后对钢坯进行冷却并制得齿轮钢,当钢坯在进行轧制之后,便可将钢坯输送到冷床的内部进行冷却,其中冷床的冷却速率5-8℃/min,冷却完成之后制得齿轮钢;
步骤S600:对齿轮钢进行超声波的深入检测,当齿轮钢冷却之后,便可利用超声波探伤仪对齿轮钢的内部进行探测,而在探测以及检测的过程中,超声波在介质中传播时,在不同质界面上具有反射的特性,如遇到缺陷,缺陷的尺寸等于或大于超声波波长时,则超声波在缺陷上反射回来,探伤仪可将反射波显示出来;如缺陷的尺寸甚至小于波长时,声波将绕过缺陷而不能反。
实施例4
一种高温渗碳汽车齿轮钢的生产工艺,包括如下步骤:
步骤S100:根据原材料制备齿轮钢钢坯,其中齿轮钢化学成分质量百分比为:C:0.20%、Mo:0.16%、Mn:0.90%、P:0.028%、Cr:0.95%、S:0.031%、Ni:0.43%、Nb:0.026%、Al:0.04%、Si:0.22%、Ti:0.03%,余量为Fe和不可避免的杂质,利用以上原料经过制备制得钢坯;
步骤S200:将钢坯投入到加热炉中进行加热,将制得钢投入到加热炉中进行加热,其中加热过程分为三段,分别为预热段为≤900℃,加热段为1000~1210℃,保温段为1190~1240℃;
步骤S300:加热中进行多个预热段对钢坯进行均衡预热,在钢坯进行预热的过程,由于预热段分设有三段,其中一次预热:≤500℃、二次预热:450-750℃以及三次预热:700-900℃,且每次预热段之间设置有10分钟的保温段,利用多个预热段以及核定每段之间的保温设置,能够充分的保证钢坯能够均匀的进行预热,避免加热不均匀而引起的热应力裂纹现象产生;
步骤S400:加热后对钢坯进行粗轧和精轧,当钢坯进行加热之后,首先便需要将钢坯投入到粗轧机中进行粗轧,当粗轧之后,便可将粗轧后的钢坯输送到精轧机内部进行精轧,在精轧的过程中,精轧机温度设定为850℃-950℃;
步骤S500:轧制后对钢坯进行冷却并制得齿轮钢,当钢坯在进行轧制之后,便可将钢坯输送到冷床的内部进行冷却,其中冷床的冷却速率5-8℃/min,冷却完成之后制得齿轮钢;
步骤S600:对齿轮钢进行超声波的深入检测,当齿轮钢冷却之后,便可利用超声波探伤仪对齿轮钢的内部进行探测,而在探测以及检测的过程中,超声波在介质中传播时,在不同质界面上具有反射的特性,如遇到缺陷,缺陷的尺寸等于或大于超声波波长时,则超声波在缺陷上反射回来,探伤仪可将反射波显示出来;如缺陷的尺寸甚至小于波长时,声波将绕过缺陷而不能反。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高温渗碳汽车齿轮钢及其生产工艺,其特征在于:齿轮钢化学成分质量百分比为:C:0.15~0.21%、Mo:0.08-0.20%、Mn:0.75~0.93%、P:0.015-0.03%、Cr:0.45~1.13%、S:0.025~0.034%、Ni:0.13-0.55%、Nb:0.02~0.03%、Al:0.02~0.06%、Si:0.20~0.23%、Ti:0.02~0.04%,余量为Fe和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的一种高温渗碳汽车齿轮钢,其特征在于:所述齿轮钢化学成分质量百分比为:C:0.16%、Mo:0.11%、Mn:0.75%、P:0.02%、Cr:0.56%、S:0.026%、Ni:0.023%、Nb:0.02%、Al:0.03%、Si:0.21%、Ti:0.02%,余量为Fe和不可避免的杂质。
3.如权利要求1所述的一种高温渗碳汽车齿轮钢,其特征在于:所述齿轮钢化学成分质量百分比为:C:0.17%、Mo:0.12%、Mn:0.81%、P:0.025%、Cr:0.65%、S:0.030%、Ni:0.31%、Nb:0.023%、Al:0.04%、Si:0.22%、Ti:0.03%,余量为Fe和不可避免的杂质。
4.如权利要求1所述的一种高温渗碳汽车齿轮钢,其特征在于:所述齿轮钢化学成分质量百分比为:C:0.19%、Mo:0.14%、Mn:0.86%、P:0.026%、Cr:0.76%、S:0.029%、Ni:0.37%、Nb:0.026%、Al:0.04%、Si:0.22%、Ti:0.03%,余量为Fe和不可避免的杂质。
5.如权利要求1所述的一种高温渗碳汽车齿轮钢,其特征在于:所述齿轮钢化学成分质量百分比为:C:0.20%、Mo:0.16%、Mn:0.90%、P:0.028%、Cr:0.95%、S:0.031%、Ni:0.43%、Nb:0.026%、Al:0.04%、Si:0.22%、Ti:0.03%,余量为Fe和不可避免的杂质。
6.一种高温渗碳汽车齿轮钢的生产工艺,其特征在于:包括如下步骤:
步骤S100:根据原材料制备齿轮钢钢坯;
步骤S200:将钢坯投入到加热炉中进行加热;
步骤S300:加热中进行多个预热段对钢坯进行均衡预热;
步骤S400:加热后对钢坯进行粗轧和精轧;
步骤S500:轧制后对钢坯进行冷却并制得齿轮钢;
步骤S600:对齿轮钢进行超声波的深入检测。
7.如权利要求6所述的一种高温渗碳汽车齿轮钢的生产工艺,其特征在于:所述步骤S300中设置有预热段、加热段和保温段,且预热段为≤900℃,加热段为1000~1210℃,保温段为1190~1240℃。
8.如权利要求7所述的一种高温渗碳汽车齿轮钢的生产工艺,其特征在于:所述预热段由三次预热组成,分别为一次预热:≤500℃、二次预热:450-750℃以及三次预热:700-900℃,且每次预热段之间设置有10分钟的保温段。
9.如权利要求6所述的一种高温渗碳汽车齿轮钢的生产工艺,其特征在于:所述步骤S400中,将钢坯投入到精轧机内部进行精轧,且精轧机温度设定为850℃-950℃。
10.如权利要求6所述的一种高温渗碳汽车齿轮钢的生产工艺,其特征在于:所述步骤S500中,将钢坯投入到冷床中,冷床的冷却速率5-8℃/min。
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