一种渗碳齿轮用钢材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111850412A(43)申请公布日2020.10.30(21)申请号202010768957.6C22C38/42(2006.01)(22)申请日2020.08.03C22C38/46(2006.01)C23C8/22(2006.01)(71)申请人苏州亚太金属有限公司C21D1/18(2006.01)地址215000江苏省苏州市相城区黄桥街道工业园二区兴旺路4号(72)发明人宋任波泮战侠马苏豫(74)专利代理机构苏州翔远专利代理事务所(普通合伙)32251代理人刘计成(51)Int.Cl.C22C38/02(2006.01)C22C38/04(2006.01)C22C38/06(2006.01)C22C38/44(2006.01)C22C38/50(2006.01)权利要求书2页说明书5页(54)发明名称一种渗碳齿轮用钢材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种渗碳齿轮用钢材料，该渗碳齿轮用钢材料按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.20‑0.22%；Si：0.17‑0.37%；Mn：1.0‑1.2%；Mo：0.25‑0.30%；Ni：0.10‑0.30%；Cr：1.30‑1.40%；Ti:≤0.010%；Cu:≤0.10%；Al:0.018‑0.03%；V:≤0.03%；其余为Fe和不可避免的杂质。该渗碳齿轮用钢材料可有效提高淬透性及力学性能，端淬试验表明在距端面40mm处硬度可达33HRC，Φ57的随炉试棒，常温冲击功KV2均值为50J，且具有生产成本较低的优点。CN111850412ACN111850412A权利要求书1/2页1.一种渗碳齿轮用钢材料，其特征在于，该渗碳齿轮用钢材料按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.20-0.22%；Si：0.17-0.37%；Mn：1.0-1.2%；Mo：0.25-0.30%；Ni：0.10-0.30%；Cr：1.30-1.40%；Ti:≤0.010%；Cu:≤0.10%；Al:0.018-0.03%；V:≤0.03%；其余为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的渗碳齿轮用钢材料，其特征在于，所述渗碳齿轮用钢材料中杂质包括按质量百分比P≤0.015%，S≤0.012%。3.根据权利要求1所述的渗碳齿轮用钢材料，其特征在于，所述渗碳齿轮用钢材料中杂质包括按质量分数H≤1.8ppm；O≤18ppm；N≤80ppm。4.根据权利要求1所述的渗碳齿轮用钢材料，其特征在于，所述渗碳齿轮用钢材料中Al与N的质量比为2-4。5.根据权利要求1所述的渗碳齿轮用钢材料，其特征在于，所述渗碳齿轮用钢材料中有害金属元素按质量百分比包括Sn：≤0.010%；Pb：≤0.0100%；Bi：≤0.0100%；As≤0.015%；Sb≤0.0030%；As、Sn、Pb、Sb、Bi总含量按质量百分比≤0.030%。6.一种渗碳齿轮用钢材料制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：根据下列化学组分按质量百分比C：0.20~0.22%；Si：0.17-0.37%；Mn：1.0~1.2%；Mo：0.25-0.30%；Ni：0.10-0.30%；Cr：1.30~1.40%；Ti:≤0.010%；Cu:≤0.10%；Al:0.018-0.03%；V:≤0.03%的合金进行炼钢，先采用电弧炉冶炼，然后再进行炉外精炼，并进行真空脱气，铸造钢锭并进行锻造，钢锭的钢锭截面与最终锻件横截面积之比≥4。7.根据权利要求6所述的渗碳齿轮用钢材料制备方法，其特征在于，正火处理后的锻件不允许有魏氏组织，要求带状组织≤2.0级。8.根据权利要求6所述的渗碳齿轮用钢材料制备方法，其特征在于，锻件的横截面酸浸低倍试片上不得有目视可见的残余缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮、白点等缺陷，锻件低倍组织要求：中心疏松≤1.5级；一般疏松≤1.5级；锭型偏析≤1.5级；中心偏析≤1.5级；不允许出现一般斑点状偏析，边缘斑点状偏析。9.根据权利要求6所述的的渗碳齿轮用钢材料制备方法，其特征在于，采用该渗碳齿轮用钢材料的锻件热处理包括如下步骤：1）预热处理：以一定加热速率将工件加热至800±10℃，并保温1-2小时；2）渗碳处理：以一定加热速率将预热好的工件加热至920±10℃进行渗碳，渗碳分为强渗阶段和扩散阶段，强渗阶段碳势为1.10%-1.20%、达到设定渗层深度的70-80%，扩散阶段碳势为0.85%-0.90%、达到设定渗层深度；2CN111850412A权利要求书2/2页3）空冷处理：将渗碳处理后工件先降温至850±10℃，然后将工件出炉空冷，空冷时间2-3小时；4）高温回火处理：将空冷处理后工件加热至650±10℃进行保温处理，保温时间2-4小时；5）淬火处理：