CN113462963B - 一种增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘及其制备方法 - Google Patents

一种增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘，具体涉及联轴器止推盘技术领域，包括以下原料：碳、硅、镍、硫、磷、钛、钒、锂、氮、钼、铼，余量为铁和不可避免的杂质。本发明通过添加有镍能够细化铁素体晶粒，增进止推盘的硬化性，能够提高止推盘的低温塑韧性和耐腐蚀性；通过添加有钒和钼能够细化止推盘内部的晶粒，提高止推盘的强度和抗蠕变能力；通过添加有锂能够使得止推盘内部组织明显细化，晶界相变为细碎且分布不连续，显著提高止推盘的高温强度；通过添加有氮能够提高止推盘的强度、低温韧性和焊接性；本发明生产的联轴器止推盘具有较高的耐冲击性能和耐低温性能，使用寿命大大增加。

Description

一种增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘及其制备方法
技术领域
本发明涉及联轴器止推盘技术领域，更具体地说，本发明涉及一种增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘及其制备方法。
背景技术
联轴器是指联接两轴或轴与回转件，在传递运动和动力过程中一同回转，在正常情况下不脱开的一种装置。有时也作为一种安全装置用来防止被联接机件承受过大的载荷，起到过载保护的作用。增速箱联轴器使用过程中为了让转子水平且两端同心的，一般会在非驱动端，也就是低压端会在加一个止推轴承，也就是止推盘，作用是抵消转子轴向窜动的。
而现有的增速箱联轴器用止推盘在使用过程中耐冲击性能和耐低温性能不足，严重影响联轴器的使用寿命。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘及其制备方法，本发明所要解决的问题是：如何提高联轴器用止推盘的耐冲击性能和耐低温性能。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘，包括以下重量百分比的原料：碳0.1-0.2％、硅0.5-1.5％、镍1.5-3％、硫0.005-0.025％、磷0.005-0.025％、钛0.5-1.5％、铬3-8％、钒0.1-0.5％、锂0.1-0.3％、氮0.05-0.15％、钼0.1-0.3％、铼0.2-0.8％，余量为铁和不可避免的杂质。
在一种优选的实施方式中，包括以下重量百分比的原料：碳0.13-0.17％、硅0.8-1.2％、镍2-2.5％、硫0.01-0.02％、磷0.01-0.02％、钛0.8-1.2％、铬5-7％、钒0.2-0.4％、锂0.15-0.25％、氮0.08-0.12％、钼0.15-0.25％、铼0.4-0.6％，余量为铁和不可避免的杂质。
在一种优选的实施方式中，包括以下重量百分比的原料：碳0.15％、硅1％、镍2.3％、硫0.015％、磷0.015％、钛1％、铬6％、钒0.3％、锂0.2％、氮0.1％、钼0.2％、铼0.5％，余量为铁和不可避免的杂质。
在一种优选的实施方式中，所述不可避免的杂质的含量低于0.005％。
本发明还提供一种增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘的制备方法，具体制备步骤如下：
步骤一：按照上述重量百分比称取各原料，将称取的废铁、废钢和废合金钢导入中频炉中，再向中频炉通低电流，以7-9℃/min的升温速度升温至1100-1200℃，然后同全负荷电流，以8-10℃/min的升温速度升温至1300-1500℃，当中频炉内配料熔化后加入称取的碳、硅、硫和磷搅拌混合均匀得到基料；
步骤二：将步骤一中的基料转入LF炉中，继续1300-1500℃保温，进行脱氧脱硫处理，将称取的镍、钛、铬、钒、锂、氮、钼、铼元素混合均匀后加入到脱氧脱硫后的LF炉中进行熔融混合精炼得到混合料液；
步骤三：将精炼后的混合料液注入到模具中进行真空脱气铸造，铸造完成后得到钢坯，将得到的钢坯进行再加热处理；
步骤四：将步骤三中得到的钢坯进行热轧，轧制时先对钢坯进行初轧，初轧时的温度为1150-1180℃，有效轧制道次数为3-7，初轧完成后进行精轧，精轧时的温度为950-1000℃，有效轧制道次数为2-6，热轧完成后进行退火处理；
步骤五：退火处理完成后进行均质化处理，然后经过时效处理得到耐冲击、耐低温的止推盘。
在一种优选的实施方式中，所述步骤一中低电流控制输出功率为800-1000KW，所述全负荷电流控制输出功率为2000-2500KW。
在一种优选的实施方式中，所述步骤二中镍、钛、铬、钒、锂、氮、钼和铼利用搅拌机搅拌混合，将全部元素加入后在搅拌速率为800-1000r/min下搅拌20-30min。
在一种优选的实施方式中，所述步骤三中铸造步骤为连铸或模铸，所述再加热处理时铸造完成的钢坯的移动速度15-20厘米/分钟，所述步骤三中再加热处理时先在室温时以180-200℃/h升温至700-750℃，保温1-2h，然后以120-150℃/h降温至500-560℃，保温2-3h后以180-200℃/h升温至900-950℃，保温2-4h，然后以120-150℃/h降温至450-500℃，保温2-4h。
在一种优选的实施方式中，所述步骤四中退火处理时先采用900-1000℃保温1-2h，然后冷却至700-800℃下保温2-3h。
在一种优选的实施方式中，所述步骤五中均质化处理先采用500-580℃保温40-60min，然后加热至850-950℃下保温1-3h，所述步骤五中时效处理时采用300-400℃下处理15-18h。
本发明的技术效果和优点：
1、采用本发明的原料配方所制备出的增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘，添加有镍、钛、铬、钒、锂、氮、钼和铼；通过添加有镍能够细化铁素体晶粒，增进止推盘的硬化性，能够提高止推盘的低温塑韧性和耐腐蚀性；通过添加有钒和钼能够细化止推盘内部的晶粒，提高止推盘的强度和抗蠕变能力；通过添加有锂能够使得止推盘内部组织明显细化，晶界相变为细碎且分布不连续，显著提高止推盘的高温强度；通过添加有氮能够提高止推盘的强度、低温韧性和焊接性；通过添加有铼能够强化止推盘的强度、塑性和加工性能；通过添加有铬和钛能够有效提高止推盘的强度和耐腐蚀性能；本发明生产的联轴器止推盘具有较高的耐冲击性能和耐低温性能，使用寿命大大增加；
2、本发明将生产的止推盘进行再加热、热轧、退火处理、均质化处理和时效处理，再加热处理时采用升温-降温-升温-降温的方式进行热处理，经过均质化处理和时效处理后使得止推盘的性能更好，大大提高成品率。
具体实施方式
下面将结合本发明中的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明提供了一种增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘，包括以下重量百分比的原料：碳0.1％、硅0.5％、镍1.5％、硫0.005％、磷0.005％、钛0.5％、铬3％、钒0.1％、锂0.1％、氮0.05％、钼0.1％、铼0.2％，余量为铁和不可避免的杂质。
在一种优选的实施方式中，所述不可避免的杂质的含量低于0.005％。
本发明还提供一种增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘的制备方法，具体制备步骤如下：
步骤一：按照上述重量百分比称取各原料，将称取的废铁、废钢和废合金钢导入中频炉中，再向中频炉通低电流，以8℃/min的升温速度升温至1150℃，然后同全负荷电流，以9℃/min的升温速度升温至1400℃，当中频炉内配料熔化后加入称取的碳、硅、硫和磷搅拌混合均匀得到基料；
步骤二：将步骤一中的基料转入LF炉中，继续1400℃保温，进行脱氧脱硫处理，将称取的镍、钛、铬、钒、锂、氮、钼、铼元素混合均匀后加入到脱氧脱硫后的LF炉中进行熔融混合精炼得到混合料液；
步骤三：将精炼后的混合料液注入到模具中进行真空脱气铸造，铸造完成后得到钢坯，将得到的钢坯进行再加热处理；
步骤四：将步骤三中得到的钢坯进行热轧，轧制时先对钢坯进行初轧，初轧时的温度为1160℃，有效轧制道次数为5，初轧完成后进行精轧，精轧时的温度为980℃，有效轧制道次数为4，热轧完成后进行退火处理；
步骤五：退火处理完成后进行均质化处理，然后经过时效处理得到耐冲击、耐低温的止推盘。
在一种优选的实施方式中，所述步骤一中低电流控制输出功率为1000KW，所述全负荷电流控制输出功率为2400KW。
在一种优选的实施方式中，所述步骤二中镍、钛、铬、钒、锂、氮、钼和铼利用搅拌机搅拌混合，将全部元素加入后在搅拌速率为900r/min下搅拌30min。
在一种优选的实施方式中，所述步骤三中铸造步骤为连铸或模铸，所述再加热处理时铸造完成的钢坯的移动速度18厘米/分钟，所述步骤三中再加热处理时先在室温时以180℃/h升温至730℃，保温1.5h，然后以130℃/h降温至530℃，保温2.5h后以190℃/h升温至930℃，保温3h，然后以130℃/h降温至480℃，保温3h。
在一种优选的实施方式中，所述步骤四中退火处理时先采用950℃保温2h，然后冷却至750℃下保温3h。
在一种优选的实施方式中，所述步骤五中均质化处理先采用550℃保温50min，然后加热至900℃下保温2h，所述步骤五中时效处理时采用350℃下处理16h。
实施例2：
与实施例1不同的是，一种增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘，包括以下重量百分比的原料：碳0.15％、硅1％、镍2.3％、硫0.015％、磷0.015％、钛1％、铬6％、钒0.3％、锂0.2％、氮0.1％、钼0.2％、铼0.5％，余量为铁和不可避免的杂质。
实施例3：
与实施例1-2均不同的是，一种增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘，包括以下重量百分比的原料：碳0.2％、硅1.5％、镍3％、硫0.025％、磷0.025％、钛1.5％、铬8％、钒0.5％、锂0.3％、氮0.15％、钼0.3％、铼0.8％，余量为铁和不可避免的杂质。
实施例4：
本发明提供了一种增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘，包括以下重量百分比的原料：碳0.1％、硅0.5％、镍1.5％、硫0.005％、磷0.005％、钛0.5％、铬3％、钒0.1％、锂0.1％、氮0.05％、钼0.1％、铼0.2％，余量为铁和不可避免的杂质。
在一种优选的实施方式中，所述不可避免的杂质的含量低于0.005％。
本发明还提供一种增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘的制备方法，具体制备步骤如下：
步骤一：按照上述重量百分比称取各原料，将称取的废铁、废钢和废合金钢导入中频炉中，再向中频炉通低电流，以8℃/min的升温速度升温至1150℃，然后同全负荷电流，以9℃/min的升温速度升温至1400℃，当中频炉内配料熔化后加入称取的碳、硅、硫和磷搅拌混合均匀得到基料；
步骤二：将步骤一中的基料转入LF炉中，继续1400℃保温，进行脱氧脱硫处理，将称取的镍、钛、铬、钒、锂、氮、钼、铼元素混合均匀后加入到脱氧脱硫后的LF炉中进行熔融混合精炼得到混合料液；
步骤三：将精炼后的混合料液注入到模具中进行真空脱气铸造，铸造完成后得到钢坯，将得到的钢坯进行再加热处理；
步骤四：将步骤三中得到的钢坯进行热轧，轧制时先对钢坯进行初轧，初轧时的温度为1160℃，有效轧制道次数为5，初轧完成后进行精轧，精轧时的温度为980℃，有效轧制道次数为4，热轧完成后进行退火处理得到耐冲击、耐低温的止推盘。
在一种优选的实施方式中，所述步骤一中低电流控制输出功率为1000KW，所述全负荷电流控制输出功率为2400KW。
在一种优选的实施方式中，所述步骤二中镍、钛、铬、钒、锂、氮、钼和铼利用搅拌机搅拌混合，将全部元素加入后在搅拌速率为900r/min下搅拌30min。
在一种优选的实施方式中，所述步骤三中铸造步骤为连铸或模铸，所述再加热处理时铸造完成的钢坯的移动速度18厘米/分钟，所述步骤三中再加热处理时先在室温时以180℃/h升温至730℃，保温1.5h，然后以130℃/h降温至530℃，保温2.5h后以190℃/h升温至930℃，保温3h，然后以130℃/h降温至480℃，保温3h。
在一种优选的实施方式中，所述步骤四中退火处理时先采用950℃保温2h，然后冷却至750℃下保温3h。
实施例5：
本发明提供了一种增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘，包括以下重量百分比的原料：碳0.1％、硅0.5％、镍1.5％、硫0.005％、磷0.005％、钛0.5％、铬3％、钒0.1％、氮0.05％、钼0.1％，余量为铁和不可避免的杂质。
在一种优选的实施方式中，所述不可避免的杂质的含量低于0.005％。
本发明还提供一种增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘的制备方法，具体制备步骤如下：
步骤一：按照上述重量百分比称取各原料，将称取的废铁、废钢和废合金钢导入中频炉中，再向中频炉通低电流，以8℃/min的升温速度升温至1150℃，然后同全负荷电流，以9℃/min的升温速度升温至1400℃，当中频炉内配料熔化后加入称取的碳、硅、硫和磷搅拌混合均匀得到基料；
步骤二：将步骤一中的基料转入LF炉中，继续1400℃保温，进行脱氧脱硫处理，将称取的镍、钛、铬、钒、氮、钼元素混合均匀后加入到脱氧脱硫后的LF炉中进行熔融混合精炼得到混合料液；
步骤三：将精炼后的混合料液注入到模具中进行真空脱气铸造，铸造完成后得到钢坯，将得到的钢坯进行再加热处理；
步骤四：将步骤三中得到的钢坯进行热轧，轧制时先对钢坯进行初轧，初轧时的温度为1160℃，有效轧制道次数为5，初轧完成后进行精轧，精轧时的温度为980℃，有效轧制道次数为4，热轧完成后进行退火处理；
步骤五：退火处理完成后进行均质化处理，然后经过时效处理得到耐冲击、耐低温的止推盘。
在一种优选的实施方式中，所述步骤一中低电流控制输出功率为1000KW，所述全负荷电流控制输出功率为2400KW。
在一种优选的实施方式中，所述步骤二中镍、钛、铬、钒、氮、钼利用搅拌机搅拌混合，将全部元素加入后在搅拌速率为900r/min下搅拌30min。
在一种优选的实施方式中，所述步骤三中铸造步骤为连铸或模铸，所述再加热处理时铸造完成的钢坯的移动速度18厘米/分钟，所述步骤三中再加热处理时先在室温时以180℃/h升温至730℃，保温1.5h，然后以130℃/h降温至530℃，保温2.5h后以190℃/h升温至930℃，保温3h，然后以130℃/h降温至480℃，保温3h。
在一种优选的实施方式中，所述步骤四中退火处理时先采用950℃保温2h，然后冷却至750℃下保温3h。
在一种优选的实施方式中，所述步骤五中均质化处理先采用550℃保温50min，然后加热至900℃下保温2h，所述步骤五中时效处理时采用350℃下处理16h。
分别取上述实施例1-5所制得的增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘分别作为实验组1、实验组2、实验组3、实验组4和实验组5，采用传统的齿轮箱联轴器用止推盘作为对照组进行测试，分别对选取的止推盘进行抗拉强度、屈服强度、冲击值和低温(-200℃)冲击韧性。测试结果如表一：
Figure BDA0003109866710000091
表一
由表一可知，本发明生产的增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘相比较传统的联轴器用止推盘抗拉强度和屈服强度较好，而且冲击值和冲击韧性较好，实施例4相比较实施例1不采用均质化处理和时效处理，与实施例1相比止推盘的抗拉强度和屈服强度降低，冲击值和冲击韧性较差，实施例5相比较实施例1不添加锂和铼，与实施例1相比止推盘的性能下降，所以本发明添加有镍、钛、铬、钒、锂、氮、钼和铼；通过添加有镍能够细化铁素体晶粒，增进止推盘的硬化性，能够提高止推盘的低温塑韧性和耐腐蚀性；通过添加有钒和钼能够细化止推盘内部的晶粒，提高止推盘的强度和抗蠕变能力；通过添加有锂能够使得止推盘内部组织明显细化，晶界相变为细碎且分布不连续，显著提高止推盘的高温强度；通过添加有氮能够提高止推盘的强度、低温韧性和焊接性；通过添加有铼能够强化止推盘的强度、塑性和加工性能；通过添加有铼能够强化止推盘的强度、塑性和加工性能；通过添加有铬和钛能够有效提高止推盘的强度和耐腐蚀性能；本发明生产的联轴器止推盘具有较高的耐冲击性能和耐低温性能，使用寿命大大增加。
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘，其特征在于：包括以下重量百分比的原料：碳0.13-0.17%、硅0.8-1.2%、镍2-2.5%、硫0.01-0.02%、磷0.01-0.02%、钛0.8-1.2%、铬5-7%、钒0.2-0.4%、锂0.15-0.25%、氮0.08-0.12%、钼0.15-0.25%、铼0.4-0.6%，余量为铁和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘，其特征在于：包括以下重量百分比的原料：碳0.15%、硅1%、镍2.3%、硫0.015%、磷0.015%、钛1%、铬6%、钒0.3%、锂0.2%、氮0.1%、钼0.2%、铼0.5%，余量为铁和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的一种增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘，其特征在于：所述不可避免的杂质的含量低于0.005%。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘的制备方法，其特征在于：具体制备步骤如下：
步骤一：按照上述重量百分比称取各原料，将称取的废铁、废钢和废合金钢导入中频炉中，再向中频炉通低电流，以7-9℃/min的升温速度升温至1100-1200℃，然后同全负荷电流，以8-10℃/min的升温速度升温至1300-1500℃，当中频炉内配料熔化后加入称取的碳、硅、硫和磷搅拌混合均匀得到基料；
步骤二：将步骤一中的基料转入LF炉中，继续1300-1500℃保温，进行脱氧脱硫处理，将称取的镍、钛、铬、钒、锂、氮、钼、铼元素混合均匀后加入到脱氧脱硫后的LF炉中进行熔融混合精炼得到混合料液；
步骤三：将精炼后的混合料液注入到模具中进行真空脱气铸造，铸造完成后得到钢坯，将得到的钢坯进行再加热处理；
步骤四：将步骤三中得到的钢坯进行热轧，轧制时先对钢坯进行初轧，初轧时的温度为1150-1180℃，有效轧制道次数为3-7，初轧完成后进行精轧，精轧时的温度为950-1000℃，有效轧制道次数为2-6，热轧完成后进行退火处理；
步骤五：退火处理完成后进行均质化处理，然后经过时效处理得到耐冲击、耐低温的止推盘。
5.根据权利要求4所述的一种增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘的制备方法，其特征在于：所述步骤一中低电流控制输出功率为800-1000KW，所述全负荷电流控制输出功率为2000-2500KW。
6.根据权利要求4所述的一种增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘的制备方法，其特征在于：所述步骤二中镍、钛、铬、钒、锂、氮、钼和铼利用搅拌机搅拌混合，将全部元素加入后在搅拌速率为800-1000r/min下搅拌20-30min。
7.根据权利要求4所述的一种增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘的制备方法，其特征在于：所述步骤三中铸造步骤为连铸或模铸，所述再加热处理时铸造完成的钢坯的移动速度15-20厘米/分钟，所述步骤三中再加热处理时先在室温时以180-200℃/h升温至700-750℃，保温1-2h，然后以120-150℃/h降温至500-560℃，保温2-3h后以180-200℃/h升温至900-950℃，保温2-4h，然后以120-150℃/h降温至450-500℃，保温2-4h。
8.根据权利要求4所述的一种增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘的制备方法，其特征在于：所述步骤四中退火处理时先采用900-1000℃保温1-2h，然后冷却至700-800℃下保温2-3h。
9.根据权利要求4所述的一种增速箱联轴器用耐冲击、耐低温止推盘的制备方法，其特征在于：所述步骤五中均质化处理先采用500-580℃保温40-60min，然后加热至850-950℃下保温1-3h，所述步骤五中时效处理时采用300-400℃下处理15-18h。
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