专利名称：：低Ti齿轮钢生产方法
技术领域：
：本发明属于冶金领域，涉及冶金行业合金钢的冶炼方法，尤其涉及齿轮钢的冶炼生产方法。技术背景CrMnTi齿轮钢作为我国齿轮钢传统老产品，50年代由前苏联推荐使用，靠Ti元素细化晶粒，在冶金、齿轮加工和热处理等方面国内生产工艺成熟、稳定。生产该钢种国内主要采用电炉(或转炉)粗炼、LF(VD)精炼、模注或连铸、轧制的流程，基本上具有较好的冶炼、轧制、检验设备和手段，产品主要性能指标如淬透性、屈服强度、晶粒度、氧含量等性能指标均能满足标准要求。CN1046353公开了齿轮钢热处理工艺方法，属于金属材料热处理工艺
技术领域：
。CN1554791公开了一种提高齿轮钢的淬透性与热加工性能的方法，其特征是在电炉冶炼过程中，控制钢水中的P含量，电炉出钢时，钢水中的P^).017X，在钢包精炼炉精炼过程中加入磷铁合金调整钢水中P的含量，使成品钢中P的含量在0.018-0.026%，在钢包精炼炉精炼的齿轮钢成品钢中，合金元素的含量为齿轮钢标准的中下限。提高齿轮钢的淬透性与热加工性能的方法有效地提高了齿轮钢的淬透性，离开淬火端9mm处的HRC可提高1-10;有效地提高了齿轮钢的热加工性能，把齿轮钢在锻造、热处理、热加工过程中的开裂比例减少20-40%。目前，GB/T5216-200420CrMnTiH的标准如下(l)化学成分(质量分数)/%<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>注残余元素S、P、Ni、Cu含量按GB/T5216-2004标准中优质合金结构钢要求。(2)低倍组织酸浸横截面试片上不允许有肉眼可见的縮孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮及白点。酸浸低倍组织应符合下列要求类别一般疏松中心疏松偏析级别53.0(3)非金属夹杂1吻合格级别按下歹l要求<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>(4)晶粒度钢的奥氏体晶粒度应不粗于5级。(5)末端淬透性热处理工艺900°C920°C正火+880。C土5°C淬火;钢的末端淬透性应符合下列要求.-末端淬透性J9J153042223
发明内容本发明针对现有技术的不足，提供一种低Ti齿轮钢及其制备方法。本发明改变了齿轮钢，主要是20CrMnTi钢的碳氮共渗温度和时间。本发明提供一种低Ti齿轮钢，其特征在于其组成按重量百分数为C:0.170.23%，Si:0.170.37%，Mn:0.81.15%，S《0.035%，P《0.035%，Cr:1.01.35%，Ti:0.010.038%，30PPM^[N]^120PPM，O520PPM,余为Fe和不可避免的杂质。优选的，提供一种低Ti齿轮钢，其特征在于其组成按重量百分数为-C:0.180.21%，Si:0.190.30%，Mn:0.91.05%，S《0.025%，P《0.025%，Cr:1.21.30%，Ti:0.020.03%，30PPMS[N]S120PPM，OS20PPM，余为Fe和不可避免的杂质。本发明提供低Ti齿轮钢的生产方法包括电炉或转炉初炼一LF精炼一真空炉对精炼钢液处理—全保护连铸一轧制成材；其特征在于首先在初炼炉进行初炼钢液的熔化，在1600'C165(TC范围内出钢并添加合成渣；其次在钢包精炼炉进行钢液的精炼，降低钢液中[O]、[S]、夹杂物含量，控制温度在152(TC163(TC、冶炼时间在3050min出钢；然后在真空炉上对精炼钢液进行真空处理，真空度小于140Pa，真空时间为1530min，钢包底部吹入氩气；最后在全保护状态下进行连铸、轧制成材。优选的，连铸控制气雾冷却、结晶器电磁搅拌和末端电磁搅拌，中包温度1500155(TC，拉速为0.51.0m/min;所述全保护状态为(l)钢水包至中间包注流的大包长水口保护浇注；(2)中间包液面的覆盖剂保护；(3)中间包至结晶器注流的浸入式水口保护浇注；(4)结晶器液面的保护渣。本发明技术方案的优点在于通过研究不同的钢液成分和精炼工艺对铸坯凝固组织的影响及不同的连铸工艺因素(主要为过热度、拉速和二冷制度)对连铸坯凝固组织的影响，以及与TiN夹杂物形成的相关性，有效控制TiN颗粒的大小。通过在精炼过程中严格控制[O]、[Al]、[N]、[Ti]以及连铸过程中控制冷却工艺，使得氮、钛元素在凝固过程中晶体前沿液相中得不到高浓度的富集，使其在凝固过程中以弥散小颗粒析出和分布，并作为晶体生长过程的非均质形核核心，可以有效的细化凝固组织，减轻连铸坯宏观偏析。本发明专利生产的CrMnTi齿轮钢具有高的纯洁度，钢中的11含量控制在0.01%0.038%，这样即能达到控制CrMnTi齿轮钢在渗碳温度下晶粒不长大，减少夹杂，提高钢质的目的，同时有利于提高齿轮的疲劳寿命。具体实施例方式(1)初炼在电炉或转炉内，使炉料熔化变成160(TC165(rC钢液，在冶炼过程中通过控制终点碳50.13%，有效控制S30PPm、[N]S80PPm，在出钢过程中添加合成渣，尽快形成合理的渣系。所述合理的渣系的成份为A1203:12~24%，CaO:42~55%，Si02:10~20%，MgO:6~14%，CaF:2~6%。(2)精炼在钢包精炼炉通过使用合理的渣系，降低钢液中[O]、[S]、夹杂物含量，在精炼过程种严格控制[O]Sl5PPm、[Al]:0.0200.055%、[N]，PPm、[Ti]:0.010.038%含量;控制温度在152(TC163(TC、冶炼时间在3050min出钢，以控制TiN形成时间及形态；(3)真空炉对精炼钢液处理在真空炉上对精炼钢液进行真空处理，真空度小于140Pa，真空时间为1530min，钢包底部吹入氩气；(4)连铸通过控制气雾冷却、结晶器电磁搅拌和末端电磁搅拌(M+F电搅)等有效手段以获得高的等轴晶比例、细化凝固组织，保证TiN的析出弥散分布。连铸中包温度15001550。C，拉速为0.51.0m/min。连铸在全保护状态下进行，所述全保护状态为(1)钢水包至中间包注流的大包长水口保护浇注；(2)中间包液面的覆盖剂保护；(3)中间包至结晶器注流的浸入式水口保护浇注；(4)结晶器液面的保护渣。齿轮钢实施例的化学成分和生产的工艺参数见表1和表2。表l齿轮钢实施例化学成分(重量，％)试样编号CSiMnCrSPTi<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>对实施例1的齿轮钢的物理特性进行检验。根据GB/T225方法测定Cr-Mn-Ti齿轮钢的淬透性和机械性能，根据GB/T13299方法进行Cr-Mn-Ti齿轮钢的高倍检验；测定结果见表3。表3钢的物理特性<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>权利要求1、一种\低Ti齿轮钢，其特征在于其组成按重量百分数为C0.18～0.21％，Si0.19～0.30％，Mn0.9～1.05％，S≤0.025％，P≤0.025％，Cr1.2～1.30％，Ti0.02～0.03％，O≤20PPM，30PPM≤[N]≤120PPM，余为Fe和不可避免的杂质。2、如权利要求1所述的低Ti齿轮钢的生产方法包括电炉或转炉初炼一LF精炼一真空炉对精炼钢液处理一全保护连铸一轧制成材；其特征在于首先在初炼炉进行初炼钢液的熔化，在1600'C165(TC范围内出钢并添加合成渣；其次在钢包精炼炉进行钢液的精炼，降低钢液中[O]、[S]、夹杂物含量，控制温度在1520'C163(TC、冶炼时间在3050min出钢；然后在真空炉上对精炼钢液进行真空处理，真空度小于140Pa，真空时间为1530min，钢包底部吹入氩气；最后在全保护状态下进行连铸、轧制成材。3、如权利要求3所述的低Ti齿轮钢的生产方法，其特征在于，连铸控制气雾冷却、结晶器电磁搅拌和末端电磁搅拌，中包温度15001550'C，拉速为0.51.0m/min。全文摘要一种用于冶金行业的低Ti齿轮钢及其生产方法，其组成按重量百分数为C0.17～0.23％，Si0.17～0.37％，Mn0.8～1.15％，S≤0.035％，P≤0.035％，Cr1.0～1.35％，Ti0.01～0.038％，O≤20PPM，30PPM≤[N]≤120PPM，余为Fe和不可避免的杂质。其生产方法包括电炉或转炉初炼—LF精炼—真空炉对精炼钢液处理—全保护连铸—轧制成材。本发明生产的CrMnTi齿轮钢具有高的纯洁度，钢中的Ti含量控制在0.01％～0.038％，这样即能达到控制CrMnTi齿轮钢在渗碳温度下晶粒不长大，减少夹杂，提高钢质的目的，同时有利于提高齿轮的疲劳寿命。文档编号C21C7/10GK101255531SQ20081001487公开日2008年9月3日申请日期2008年3月26日优先权日2008年3月26日发明者进孙,伟张,张利平,张海霞,猛李,杜显彬,申景霞,翟正龙,董杰吉,许荣昌,闫志华申请人:莱芜钢铁股份有限公司