一種齒輪鋼帶狀組織的控制工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種齒輪鋼帶狀組織的控制工藝，屬于金屬材料制造領(lǐng)域，其包括步驟：a、下料，截取鋼坯；b、分段加熱，將所述鋼坯進(jìn)行分段加熱，第一次加熱：裝爐爐溫小于600℃，預(yù)熱3.5小時以上；第二次加熱：以小于200℃/h的速度加熱到850℃，等溫1小時；第三次加熱：以小于200℃/h的速度加熱到1240℃，保溫15小時；c、第一次鍛造，將所述鋼坯進(jìn)行鐓粗、拔長、鐓粗，開鍛溫度低于1220℃，終鍛溫度控制在850～900℃；d、第二次鍛造，將所述鋼坯進(jìn)行拔長、分料成型，開鍛溫度低于1220℃，終鍛溫度控制在850～900℃；e、鍛后冷卻，進(jìn)行擴(kuò)氫退火。本發(fā)明的齒輪鋼帶狀組織的控制工藝，能夠有效地對鋼坯的成份進(jìn)行均勻化，提高其帶狀組織≤2級的合格率。
【專利說明】
一種齒輪鋼帶狀組織的控制工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及金屬材料制造領(lǐng)域，特別是涉及一種齒輪鋼帶狀組織的控制工藝。【背景技術(shù)】
[0002]齒輪軸鍛件，是風(fēng)力發(fā)電齒輪箱的主要構(gòu)件，技術(shù)要求比較高。其中常用的齒輪軸鍛件材料為18CrNiMo7-6,其要求帶狀組織彡2級。18CrNiMo7-6為德國牌號，原牌號為 17CrNiMo6，隨著減速器機(jī)械行業(yè)和風(fēng)電行業(yè)、高鐵行業(yè)的迅猛發(fā)展，18CrNiMo7-6作為齒輪或齒輪軸關(guān)鍵件的主導(dǎo)應(yīng)用材料，為確保其產(chǎn)品的高效性、安全性運(yùn)行，用戶對材料質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)不斷提出新的要求，為減少大型齒輪變形，鍛件淬透性帶寬由原來的7HRC縮小為 5HRC，并提出帶狀組織的要求。
[0003]通常，18CrNiM〇7-6齒輪軸鍛件的原材料冶煉方法是電弧爐(EF)+爐外精煉(LF) + 真空脫氣(VD)，其材料偏析比較嚴(yán)重，按照傳統(tǒng)的鍛造工藝進(jìn)行熱處理時，在鍛造退火后按 GB/T13299-1991檢驗(yàn)，帶狀組織達(dá)到3級，超過帶狀組織彡2級的要求，經(jīng)常出現(xiàn)批量不合格而報廢。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個目的是提供一種齒輪鋼帶狀組織的控制工藝，能夠有效地對鋼坯的成份進(jìn)行均勻化，提高其帶狀組織<2級的合格率。
[0005]特別地，本發(fā)明提供了一種齒輪鋼帶狀組織的控制工藝，包括以下步驟:
[0006]a、下料，截取鋼坯；
[0007]b、分段加熱，將所述鋼坯進(jìn)行分段加熱，第一次加熱:裝爐爐溫小于600°C，預(yù)熱 3.5小時以上;第二次加熱:以小于200°C/h的速度加熱到850°C，等溫1小時;第三次加熱:以小于200°C/h的速度加熱到1240°C，保溫15小時；
[0008]C、第一次鍛造，將所述鋼坯進(jìn)行鐓粗、拔長、鐓粗，開鍛溫度低于1220°c，終鍛溫度控制在850?900 °C;
[0009]d、第二次鍛造，將所述鋼坯進(jìn)行拔長、分料成型，開鍛溫度低于1220°C，終鍛溫度控制在850?900 °C;
[0010]e、鍛后冷卻，采用先空冷，然后砂冷的方法進(jìn)行擴(kuò)氫退火。[〇〇11 ] 進(jìn)一步地，所述步驟a中選用18CrNiMo7_6鋼材。
[0012]進(jìn)一步地，所述截取鋼坯的重量根據(jù)鍛件所需的重量和火耗確定。
[0013]進(jìn)一步地，所述步驟b中進(jìn)行分段加熱選用天然氣爐。
[0014]進(jìn)一步地，所述步驟e中擴(kuò)氫退火是防止鍛造鋼件組織中出現(xiàn)白點(diǎn)類氫脆而進(jìn)行的退火工藝。
[0015]本發(fā)明提供的一種齒輪鋼帶狀組織的控制工藝，通過分段加熱、第一次鍛造、第二次鍛造、鍛后冷卻的工藝步驟進(jìn)行熱處理后，在鍛造加熱到1240°C時保溫15小時，均勻化了材料的成份偏析，避免了在鍛造過程中形成帶狀組織，鍛件質(zhì)量符合要求，提高其帶狀組織<2級的合格率?！靖綀D說明】
[0016]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本發(fā)明的一些具體實(shí)施例。 附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的一種齒輪鋼帶狀組織的控制工藝的流程示意圖；
[0018]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的一種齒輪鋼帶狀組織的控制工藝形成的帶狀組織的顯微組織圖。【具體實(shí)施方式】
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的一種齒輪鋼帶狀組織的控制工藝的流程示意圖。 如圖1所示，本發(fā)明提供了一種齒輪鋼帶狀組織的控制工藝，包括以下步驟:
[0020]a、下料，截取鋼坯；
[0021]b、分段加熱，將所述鋼坯進(jìn)行分段加熱，第一次加熱:裝爐爐溫小于600 °C，預(yù)熱 3.5小時以上;第二次加熱:以小于200°C/h的速度加熱到850°C，等溫1小時;第三次加熱:以小于200°C/h的速度加熱到1240°C，保溫15小時；[〇〇22] c、第一次鍛造，將所述鋼坯進(jìn)行鐓粗、拔長、鐓粗，開鍛溫度低于1220°C，終鍛溫度控制在850?900 °C;[〇〇23] d、第二次鍛造，將所述鋼坯進(jìn)行拔長、分料成型，開鍛溫度低于1220°C，終鍛溫度控制在850?900 °C;
[0024] e、鍛后冷卻，采用先空冷，然后砂冷的方法進(jìn)行擴(kuò)氫退火。[〇〇25] 具體地，在步驟a中選用18CrNiMo7_6鋼材。在步驟a中所述截取鋼坯的重量根據(jù)鍛件所需的重量和火耗確定，根據(jù)齒輪軸的型號不同，下料重量按鍛造工藝執(zhí)行。在所述步驟 b中進(jìn)行分段加熱可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的加熱爐進(jìn)行加熱保溫處理，優(yōu)選為選用天然氣爐進(jìn)行加熱保溫處理。在步驟c和步驟d中鍛造過程分為兩火，第一火鐓粗、拔長、鐓粗;第二火拔長、分料成型，始鍛溫度低于1220°C，終鍛溫度控制在850?900°C。在步驟e中擴(kuò)氫退火是防止鍛造鋼件組織中出現(xiàn)白點(diǎn)類氫脆而進(jìn)行的退火工藝。擴(kuò)氫退火常用的工藝有中溫退火和真空退火兩種方法，在本發(fā)明的齒輪鋼帶狀組織的控制工藝中，可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的擴(kuò)氫退火方法，以能夠達(dá)到防止鍛造鋼件組織中出現(xiàn)白點(diǎn)類氫脆即可，在此不做過多贅述。[〇〇26] 對于18CrNiM〇7-6鋼，處理退火工藝的難點(diǎn)在于即要保證獲得F+P(F為鐵素體，P是珠光體)，同時還要必須保證具有去氫功能;化學(xué)成分設(shè)計的難點(diǎn)在于即要保證晶粒度及晶粒度耐久性，同時還要必須保證窄淬透性帶，并且晶粒度及晶粒度耐久性還取決于終鍛溫度的控制。
[0027]本發(fā)明的齒輪鋼帶狀組織的控制工藝，通過分段加熱、第一次鍛造、第二次鍛造、 鍛后冷卻的工藝步驟進(jìn)行熱處理后，在鍛造加熱到1240°C時保溫15小時，均勻化了材料的成份偏析，避免了在鍛造過程中形成帶狀組織，鍛件質(zhì)量符合要求，提高其帶狀組織<2級的合格率。
[0028]在一個具體的實(shí)施方式中，以18CrNiM〇7-6風(fēng)電齒輪軸鍛造為例，包括以下工序: [〇〇29](1)原材料選用18CrNiM〇7-6鋼錠開坯料，開坯鍛造比大于3，鋸床下料按鍛件重量和火耗，根據(jù)齒輪軸的型號不同，下料重量按鍛造工藝執(zhí)行；
[0030](2)18CrNiMo7-6鋼坯在天然氣爐進(jìn)行加熱，采用分段加熱，第一次加熱:裝爐爐溫小于600°C，預(yù)熱3.5小時以上；第二次加熱:以小于2001€/11的速度加熱到850°(:，等溫1小時;第三次加熱:以小于200°C/h的速度加熱到1240°C，保溫15小時后鍛造；[0031 ](3)鍛造過程分兩火，第一火鐓粗、拔長、鐓粗;第二火拔長、分料成型，始鍛溫度低于1220°C，終鍛溫度控制在850?900°C ;
[0032](4)鍛后冷卻采用先空冷，然后砂冷的方法進(jìn)行擴(kuò)氫退火。
[0033]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的一種齒輪鋼帶狀組織的控制工藝形成的帶狀組織的顯微組織圖。如圖2所示，即為經(jīng)過以上工序進(jìn)行其帶狀組織改善的鍛造工藝后，得到的 18CrNiMo7-6風(fēng)電齒輪軸的帶狀組織100倍放大的顯微組織圖。從圖2中可以看出按照GB/ T13299-1991檢驗(yàn)，其帶狀組織達(dá)到1級標(biāo)準(zhǔn)，符合帶狀組織<2級的要求。
[0034]本發(fā)明的齒輪鋼帶狀組織的控制工藝，通過分段加熱、第一次鍛造、第二次鍛造、 鍛后冷卻的工藝步驟進(jìn)行熱處理后，在鍛造加熱到1240°C時保溫15小時，均勻化了材料的成份偏析，避免了在鍛造過程中形成帶狀組織，鍛件質(zhì)量符合要求，提高其帶狀組織<2級的合格率。
[0035]至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本發(fā)明原理的許多其他變型或修改。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)被理解和認(rèn)定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種齒輪鋼帶狀組織的控制工藝，其特征在于，包括以下步驟:a、下料，截取鋼坯；b、分段加熱，將所述鋼坯進(jìn)行分段加熱，第一次加熱:裝爐爐溫小于600°C，預(yù)熱3.5小 時以上；第二次加熱:以小于200°C/h的速度加熱到850°C，等溫1小時；第三次加熱:以小于 200°C/h的速度加熱到1240°C，保溫15小時；c、第一次鍛造，將所述鋼坯進(jìn)行鐓粗、拔長、鐓粗，開鍛溫度低于1220°C，終鍛溫度控制 在850 ?900°C;d、第二次鍛造，將所述鋼坯進(jìn)行拔長、分料成型，開鍛溫度低于1220°C，終鍛溫度控制 在850 ?900°C;e、鍛后冷卻，采用先空冷，然后砂冷的方法進(jìn)行擴(kuò)氫退火。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪鋼帶狀組織的控制工藝，其特征在于，所述步驟a中選用 18CrNiMo7-6 鋼材。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的齒輪鋼帶狀組織的控制工藝，其特征在于，所述截取鋼坯 的重量根據(jù)鍛件所需的重量和火耗確定。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪鋼帶狀組織的控制工藝，其特征在于，所述步驟b中進(jìn)行 分段加熱選用天然氣爐。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的齒輪鋼帶狀組織的控制工藝，其特征在于，所述步 驟e中擴(kuò)氫退火是防止鍛造鋼件組織中出現(xiàn)白點(diǎn)類氫脆而進(jìn)行的退火工藝。
【文檔編號】C21D8/00GK105969962SQ201610387104
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月2日
【發(fā)明人】徐文博, 閆來平
【申請人】溧陽市金昆鍛壓有限公司