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域，其包括步驟：a、下料，截取鋼坯；b、分段加熱，將所述鋼坯進行分段加熱，第一次加熱：裝爐爐溫小于600℃，預熱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，進行擴氫退火。本發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
技術領域
[0001]本發明涉及金屬材料制造領域，特別是涉及一種齒輪鋼帶狀組織的控制工藝。【背景技術】
[0002]齒輪軸鍛件，是風力發電齒輪箱的主要構件，技術要求比較高。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，隨著減速器機械行業和風電行業、高鐵行業的迅猛發展，18CrNiMo7-6作為齒輪或齒輪軸關鍵件的主導應用材料，為確保其產品的高效性、安全性運行，用戶對材料質量技術指標不斷提出新的要求，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)，其材料偏析比較嚴重，按照傳統的鍛造工藝進行熱處理時，在鍛造退火后按 GB/T13299-1991檢驗，帶狀組織達到3級，超過帶狀組織彡2級的要求，經常出現批量不合格而報廢。
【發明內容】
[0004]本發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行均勻化，提高其帶狀組織<2級的合格率。
[0005]特別地，本發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，將所述鋼坯進行分段加熱，第一次加熱:裝爐爐溫小于600°C，預熱 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，然后砂冷的方法進行擴氫退火。[〇〇11 ] 進一步地，所述步驟a中選用18CrNiMo7_6鋼材。
[0012]進一步地，所述截取鋼坯的重量根據鍛件所需的重量和火耗確定。
[0013]進一步地，所述步驟b中進行分段加熱選用天然氣爐。
[0014]進一步地，所述步驟e中擴氫退火是防止鍛造鋼件組織中出現白點類氫脆而進行的退火工藝。
[0015]本發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，鍛件質量符合要求，提高其帶狀組織<2級的合格率。【附圖說明】
[0016]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本發明的一些具體實施例。 附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
[0017]圖1是根據本發明一個實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是根據本發明一個實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。【具體實施方式】
[0019]圖1是根據本發明一個實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，將所述鋼坯進行分段加熱，第一次加熱:裝爐爐溫小于600 °C，預熱 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，然后砂冷的方法進行擴氫退火。[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鍛件所需的重量和火耗確定，根據齒輪軸的型號不同，下料重量按鍛造工藝執行。在所述步驟 b中進行分段加熱可以使用本領域技術人員常用的加熱爐進行加熱保溫處理，優選為選用天然氣爐進行加熱保溫處理。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中擴氫退火是防止鍛造鋼件組織中出現白點類氫脆而進行的退火工藝。擴氫退火常用的工藝有中溫退火和真空退火兩種方法，在本發明的齒輪鋼帶狀組織的控制工藝中，可以采用本領域技術人員常用的擴氫退火方法，以能夠達到防止鍛造鋼件組織中出現白點類氫脆即可，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;化學成分設計的難點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]在一個具體的實施方式中，以18CrNiM〇7-6風電齒輪軸鍛造為例，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，根據齒輪軸的型號不同，下料重量按鍛造工藝執行；
[0030](2)18CrNiMo7-6鋼坯在天然氣爐進行加熱，采用分段加熱，第一次加熱:裝爐爐溫小于600°C，預熱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，然后砂冷的方法進行擴氫退火。
[0033]圖2是根據本發明一個實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，即為經過以上工序進行其帶狀組織改善的鍛造工藝后，得到的 18CrNiMo7-6風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，其帶狀組織達到1級標準，符合帶狀組織<2級的要求。
[0034]本發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，鍛件質量符合要求，提高其帶狀組織<2級的合格率。
[0035]至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發明的示例性實施例，但是，在不脫離本發明精神和范圍的情況下，仍可根據本發明公開的內容直接確定或推導出符合本發明原理的許多其他變型或修改。因此，本發明的范圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【主權項】
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，將所述鋼坯進行分段加熱，第一次加熱:裝爐爐溫小于600°C，預熱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，然后砂冷的方法進行擴氫退火。2.根據權利要求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.根據權利要求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 的重量根據鍛件所需的重量和火耗確定。4.根據權利要求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中進行 分段加熱選用天然氣爐。5.根據權利要求1-4中任一項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中擴氫退火是防止鍛造鋼件組織中出現白點類氫脆而進行的退火工藝。
【文檔編號】C21D8/00GK105969962SQ201610387104
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月2日
【發明人】徐文博, 閆來平
【申請人】溧陽市金昆鍛壓有限公司