CN113414243A - 一种改善小规格齿轮钢圆钢弯曲的方法 - Google Patents

一种改善小规格齿轮钢圆钢弯曲的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种改善小规格齿轮钢圆钢弯曲的方法，可通过控制加热段以及均热段的温度和时长，保证钢坯充分加热均匀，提高圆钢表面和芯部相变的一致性；本发明在精轧机组段设置有两段预穿水水箱，钢坯进入预穿水水箱前温度控制在960～1020℃，第一段预穿水水箱温降控制在60～80℃，第二段预穿水水箱温降控制在30～50℃，一方面保证精轧温度和轧后冷速，另一方面防止由于水流冷却不均而进一步造成的圆钢表面冷却温度的差异；同时通过控制轧制后上冷床的温度和冷却速率防止冷剪定尺后因圆钢发生贝氏体相变产生一定的组织应力，使得圆钢边部和芯部由于组织转变和组织力学性能的差异，造成应力不均匀分布，从而导致冷剪后一侧弯曲现象，控制难度小，简单便捷。

Description

一种改善小规格齿轮钢圆钢弯曲的方法
技术领域
本发明涉及齿轮钢生产技术领域，具体涉及一种改善小规格齿轮钢圆钢弯曲的方法。
背景技术
小规格齿轮钢具有良好的加工型，加工变形微小，较高的抗疲劳性能，广泛地用于制造 汽车齿轮。小规格齿轮钢在冷剪后的径向组织转变过程中，由于圆钢表面和芯部冷却速度不 同，珠光体转变完全程度有差异，圆钢表面冷速较快，珠光体转变还未完成，就已经进入贝 氏体相变区间，而圆钢芯部冷速较慢，珠光体转变较完全，贝氏体量较小。另外贝氏体相变 是一种半切变性相变，产生一定的组织应力，这样边部和芯部由于组织转变和组织力学性能 的差异，造成应力不均匀分布，从而导致冷剪后一侧弯曲现象。
现阶段的钢材弯曲度标准要求是：一组别每米小于2.5mm，二组别每米小于4mm。对于 小规格齿轮钢在生产过程中，受内部组织相变时机影响，圆钢芯部和边部组织产生了差异， 造成了圆钢冷剪后发生侧向弯曲，且钢材弯曲度远远超出标准要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改善小规格齿轮钢圆钢弯曲的方法，通过控制加热段以及均 热段的温度和时长、缓冷的温度和冷却速率，用于解决冷剪后圆钢一侧弯曲的问题，使得钢 材弯曲度符合标准要求。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种改善小规格齿轮钢圆钢弯曲的方法，包括以下步骤：
(1)对小规格齿轮钢坯预热，控制预热段的温度≤900℃；
(2)预热完后钢坯进入加热段，控制加热段的温度为1060～1180℃；
(3)加热完后钢坯进入均热段，控制均热段的温度为1060～1120℃；
(4)对钢坯进行轧制，钢坯经粗轧、中轧机组后，经预穿水水箱穿水送入精轧机组中；
(5)轧制后得到的棒材送入冷床进行缓冷；
(6)将缓冷后的棒材进行冷剪定尺、分段；
(7)将分段后得到的圆钢产品进行收集、打包、称重，并吊运至避风堆场堆冷。
进一步，所述小规格齿轮钢坯化学成分以重量百分比记为：C：0.18～0.24％、Si：0.15～ 0.28％、Mn：0.80～1.05％、P≤0.032％、S：≤0.035％、Cr：0.01～0.02％、Ti：0.009～0.015％， 其余为Fe和不可避免的杂质。
进一步，所述加热段分为加热一段和加热二段；所述加热一段的温度为880～1100℃；所 述加热二段的温度为1060～1180℃；所述加热段的加热时间为120～200min。
进一步，所述均热段的时间为35～60min。
进一步，所述钢坯进入轧制阶段前，需对钢坯表面进行高压水除鳞工序。
进一步，所述预穿水水箱设有两段；所述钢坯进入预穿水水箱前温度控制在960～1020℃， 第一段预穿水水箱温降控制在60～80℃，第二段预穿水水箱温降控制在30～50℃。
进一步，所述粗轧机组设有3组，中轧机组设有2组，精轧机组设有4组，轧制速度为0.5～3m/s，总压下率≥30％，最后道次压下率≤20％；所述多组粗、中、精轧机组采用平-立交 替布置。
进一步，所述棒材上冷床的温度控制在785～800℃，冷却速率控制在1～1.5℃/s。
进一步，所述冷床周围和冷床底部通风处均围设有保温铁皮，冷床上方增设有保温罩。
进一步，所述定尺分段阶段的温度控制在350～400℃。
本发明的有益效果在于：
1.本发明通过控制加热段以及均热段的温度和时长，保证钢坯充分加热均匀，使得合金 元素充分扩散，改善因枝晶偏析、中心偏析而造成的组织转变不均匀的问题，提高圆钢表面 和芯部相变的一致性，避免加热时间过长和温度过高而造成组织异常。
2.本发明在精轧机组段设置有两段预穿水水箱，通过合理控制每段预穿水水箱的冷却强 度，保证精轧温度和轧后冷速的同时，防止由于水流冷却不均而进一步造成的圆钢表面冷却 温度的差异，充分细化组织。
3.本发明同时通过控制轧制后上冷床的温度和冷却速率，保证棒材在冷床上充分发生珠 光体相变，防止冷剪定尺后因圆钢发生贝氏体相变产生一定的组织应力，避免出现圆钢边部 和芯部由于组织转变和组织力学性能的差异、造成应力不均匀分布、从而导致冷剪后一侧弯 曲的问题。
具体实施方式
下面通过多组实施例对本发明进行进一步详细描述，但本发明的保护范围并不限于此。
本发明提供了一种改善小规格齿轮钢圆钢弯曲的方法，旨在解决组织应力造成的棒材在 冷剪后一侧弯曲的问题，适用于棒材车间的生产，使得钢材弯曲度符合标准要求。
实施例1
本发明中预热段使用的小规格齿轮钢钢坯的化学成分以重量百分比计为：C：0.18％、Si： 0.15％、Mn：0.80％、P：0.015％、S：0.035％、Cr：0.01％、Ti：0.009％，其余为Fe和不 可避免的杂质。
预热时控制预热段的温度860℃，预热完后钢坯进入加热段，控制加热段的温度为1060℃，加热段分为加热一段和加热二段；所述加热一段的温度为880℃；所述加热二段的温度为1060℃；所述加热段的总加热时长为120min；加热完后钢坯进入均热段，控制均热段的温度为1060～1120℃；均热段的加热时长为35～60min，保证钢坯充分加热均匀。
接着对钢坯进行轧制，钢坯经粗轧、中轧机组后，经预穿水水箱穿水送入精轧机组中； 所述粗轧机组设有3组，中轧机组设有2组，精轧机组设有4组，轧制速度为0.5～3m/s，总 压下率≥30％，最后道次压下率≤20％；所述多组粗、中、精轧机组采用平-立交替布置，全部 为连续无扭轧制，避免轧件轧制过程中出现扭转，有效减少成品的表面缺陷。其中，所述预 穿水水箱设有两段；钢坯进入预穿水水箱前温度控制在960℃，第一段预穿水水箱的温降控 制在60℃，第二段预穿水水箱的温降控制在30℃；然后将轧制后得到的棒材送入冷床进行缓 冷，棒材上冷床的温度控制在785℃，冷却速率控制在1℃/s，同时在冷床周围和冷床底部通 风处均围设有保温铁皮，冷床上方增设有保温罩；接着对缓冷后的棒材进行冷剪定尺、分段， 冷剪定尺阶段的温度控制在350～400℃，一方面降低后期贝氏体相变组织应力，另一方面保 证在350℃上冷剪定尺，防止出现齿轮圆钢硬度高造成冷剪定尺后断裂；最后，将分段后得 到的圆钢产品进行收集、打包、称重，并吊运至避风堆场堆冷。
实施例2
本发明中预热段使用的小规格齿轮钢钢坯的化学成分以重量百分比计为：C：0.24％、Si： 0.28％、Mn：1.05％、P：0.032％、S：：0.035％、Cr：0.02％、Ti：0.015％，其余为Fe和 不可避免的杂质。
预热时控制预热段的温度900℃，预热完后钢坯进入加热段，控制加热段的温度为1180℃，加热段分为加热一段和加热二段；所述加热一段的温度为1100℃；所述加热二段的温度为1180℃；所述加热段的总加热时长为200min；加热完后钢坯进入均热段，控制均热段的温度为1120℃；均热段的加热时长为60min，保证钢坯充分加热均匀。
接着对钢坯进行轧制，钢坯经粗轧、中轧机组后，经预穿水水箱穿水送入精轧机组中； 所述粗轧机组设有3组，中轧机组设有2组，精轧机组设有4组，轧制速度为0.5～3m/s，总 压下率≥30％，最后道次压下率≤20％；所述多组粗、中、精轧机组采用平-立交替布置，全部 为连续无扭轧制，避免轧件轧制过程中出现扭转，有效减少成品的表面缺陷。其中，所述预 穿水水箱设有两段；钢坯进入预穿水水箱前温度控制在1020℃，第一段预穿水水箱的温降控 制在80℃，第二段预穿水水箱的温降控制在50℃；然后将轧制后得到的棒材送入冷床进行缓 冷，棒材上冷床的温度控制在800℃，冷却速率控制在1.5℃/s，同时在冷床周围和冷床底部 通风处均围设有保温铁皮，冷床上方增设有保温罩；接着对缓冷后的棒材进行冷剪定尺、分 段，冷剪定尺阶段的温度控制在350～400℃，一方面降低后期贝氏体相变组织应力，另一方 面保证在350℃上冷剪定尺，防止出现齿轮圆钢硬度高造成冷剪定尺后断裂；最后，将分段 后得到的圆钢产品进行收集、打包、称重，并吊运至避风堆场堆冷。
本发明提供了一种改善小规格齿轮钢圆钢弯曲的方法实施后的效果：
(1)弯曲度的改善：
如表1所示，小规格齿轮钢圆钢弯曲度明显改善，全都满足国标2组(≤0.4％L)要求， 产品弯曲度满足国标1组(≤0.3％L)要求达到95％以上。
表1齿轮钢圆钢弯曲度及合格率一览表
Figure BDA0003131102530000041
(2)硬度的变化
实施例1采用的工艺得到的齿轮钢的布氏硬度为190HBW，实施例2采用的工艺得到的 齿轮钢的布氏硬度为182HBW，较之于现有正常工艺的齿轮钢的布氏硬度为210HBW，有效解决了钢坯布氏硬度较高的问题，避免出现齿轮圆钢硬度高造成冷剪定尺后断裂的现象。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本 发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均 属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种改善小规格齿轮钢圆钢弯曲的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对小规格齿轮钢坯预热，控制预热段的温度≤900℃；
(2)预热完后钢坯进入加热段，控制加热段的温度为1060～1180℃；
(3)加热完后钢坯进入均热段，控制均热段的温度为1060～1120℃；
(4)对钢坯进行轧制，钢坯经粗轧、中轧机组后，经预穿水水箱穿水送入精轧机组中；
(5)轧制后得到的棒材送入冷床进行缓冷；
(6)对缓冷后的棒材进行冷剪定尺、分段；
(7)将分段后得到圆钢产品进行收集、打包、称重，并吊运至避风堆场堆冷。
2.根据权利要求1所述的改善小规格齿轮钢圆钢弯曲的方法，其特征在于，所述小规格齿轮钢坯化学成分以重量百分比记为：C：0.18～0.24％、Si：0.15～0.28％、Mn：0.80～1.05％、P≤0.032％、S：≤0.035％、Cr：0.01～0.02％、Ti：0.009～0.015％，其余为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的改善小规格齿轮钢圆钢弯曲的方法，其特征在于，步骤(2)中所述加热段分为加热一段和加热二段；所述加热一段的温度为880～1100℃；所述加热二段的温度为1060～1180℃；所述加热段的总加热时长为120～200min。
4.根据权利要求1所述的改善小规格齿轮钢圆钢弯曲的方法，其特征在于，步骤(3)中所述均热段的时长为35～60min。
5.根据权利要求1所述的改善小规格齿轮钢圆钢弯曲的方法，其特征在于，所述钢坯进入轧制阶段前，需对钢坯表面进行高压水除鳞工序。
6.根据权利要求1所述的改善小规格齿轮钢圆钢弯曲的方法，其特征在于，步骤(4)中所述预穿水水箱设有两段；钢坯进入预穿水水箱前温度控制在960～1020℃，第一段预穿水水箱的温降控制在60～80℃，第二段预穿水水箱的温降控制在30～50℃。
7.根据权利要求1所述的改善小规格齿轮钢圆钢弯曲的方法，其特征在于，步骤(4)中所述粗轧机组设有3组，中轧机组设有2组，精轧机组设有4组，轧制速度为0.5～3m/s，总压下率≥30％，最后道次压下率≤20％；所述多组粗、中、精轧机组采用平-立交替布置。
8.根据权利要求1所述的改善小规格齿轮钢圆钢弯曲的方法，其特征在于，步骤(5)所述棒材上冷床的温度控制在785～800℃，冷却速率控制在1～1.5℃/s。
9.根据权利要求8所述的改善小规格齿轮钢圆钢弯曲的方法，其特征在于，所述冷床周围和冷床底部通风处均围设有保温铁皮，冷床上方增设有保温罩。
10.根据权利要求1所述的改善小规格齿轮钢圆钢弯曲的方法，其特征在于，步骤(6)中所述冷剪定尺阶段的温度控制在350～400℃。
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