工业减速机用超大规格齿轮钢scm822h制造新工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属材料制造领域，设及一种工业减速机用齿轮钢的制造新工艺，主 要用于Φ 700mm~Φ 980mm超大规格SCM822H齿轮钢的生产。
【背景技术】
[0002] 随着工业减速机的高速发展，对减速机齿轮特别是规格较大齿轮的使用提出了更 高的要求。目前国内、外较大型齿轮采用圆钢直接或间接生产，例如齿轮外径在〇400mm~ 〇700mm的，采用生产相应规格的圆钢棒材，在横截面方向切断后直接加工齿轮毛巧;对于 齿轮外径在〇700mmW上的，则是采用先生产一定规格的圆钢棒材，银切成料段后再鐵成饼 件的方式生产，比如供西口子的大规格齿轮钢均采用W上方法生产。料段鐵成饼件的生产 方式虽然可W保证钢材内部质量探伤合格，但是同时也增加了料段加热、料段鐵饼、料段退 火等较繁琐的生产工序，W及其带来的高额的成本。 采用Φ 700mm~Φ 980mm超大规格的SCM822H齿轮圆钢直接加工齿轮毛巧，与采用饼件 方式生产相比，不仅可W缩短生产周期，而且还能降低高额的生产成本。然而一方面，大规 格圆钢锻材需采用大钢锭生产，但是合金成分偏析较严重，力学性能和泽透性技术指标较 难达到；同时为透烧大锭型采用常规的长时间高溫保溫工艺则易于产生晶粒粗大，难W满 足晶粒度技术指标；另一方面，SCM822H钢为铭-钢钢，属于白点敏感钢，冶炼过程常规VD真 空脱气处理时间不足会导致钢液中氨含量偏高，使钢锭产生白点；再者，锻件锻后退火，因 规格较大，常规退火时间不足或退火不充分，钢材中氨未完全扩散去除也会产生白点。
[0003] 上述问题是大规格齿轮钢SCM822H生产过程中的重大技术障碍，如何保证钢液的 纯净度、化学成分的稳定性及VD脱气去氨问题是炼钢的核屯、技术之一；另一方面降低成分 偏析、彻底消除白点及防止晶粒度超指标也是关键技术之一，目前未见国内、外文献有相关 新工艺研究的报道，国内、外现有生产技术难W满足大规格齿轮钢的要求。
【发明内容】
[000引本发明公开一种工业减速机用超大规格齿轮钢SCM822H制造新工艺， 目的是为Φ 700mm~Φ 980mm超大规格齿轮提供齿轮圆钢毛巧，并且达到内部质量要 求。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 1.通过高纯净钢冶炼技术和内控成分优化设计保证钢液纯净度和稳定的力学性能、泽 透性;其次采用鐵拔工艺、大变形锻造及控制终锻溫度不大于930°C，保证材料的组织均匀 致密，满足探伤、力学性能、及晶粒度的要求;另外通过采用退火和正火多段处理达到去氨 目的； 工艺路线:炼钢（电炉)一炉外精炼(LF、VD)一模铸锭一锻造(315化快锻机或3500t快 锻机热处理^探伤。
[0007] 2.具体工艺制度： (1)炼钢工艺 ① 化学成分 大型齿轮钢SCM822H化学成分内控标准，见表1。
[000引表1 SCM822H钢化学成分内控标准
② 电炉工艺 配料不得加入压块，生铁配入不少于20吨，电炉出钢量控制在60t~65t;装料前每炉加 白灰800 kg~1500kg，烙化末期力争早造泡沫渣，提高热效率;取全烙样溫度不小于1540 °C，出钢前喷碳粉不少于200kg;电炉出钢溫度不小于1630°C。
[0009] ③LF炉精炼工艺 到位不考虑炉中按0.08%喂侣线，使用碳化娃或侣粒进行扩散脱氧和保持气氛，首批加 入量40kg~60kg，当炉渣变白，溫度(T)不小于1540°C时可W取样1，碳化娃或侣粒可W分批 加入，保持白渣效果，白渣时间不小于30min,出钢要求硫不大于0.010%。
[0010] ④VD工艺 入罐前进行化渣处理，控制渣层厚度在60mm~80mm，自由空间不小于800mm，真空脱气 小于lOOPa，保持15min(雨季20min);开盖后取样定氨;软吹时密切注意渣面波动情况，W渣 面微动，钢水面不裸露为准，软吹时间不少于20 min;VD出钢按液相线W0°C~+90°C出钢。
[0011] ⑤诱注工艺 锭模溫度:20°C~80°C，低于此溫度进行预热处理;在诱注前对锭模充氣气；当钢液上 升至帽口线2/3处时加入发热剂;诱注过程中采用氣气保护诱注。
[001引间锻造工艺 1200°C~1220°C保化~lOh方可出炉鐵粗;锻比要求不小于5。规格小于OeOOmm锻造工 艺采用一鐵一拔工艺，规格不小于Φ 600mm锻造工艺采用两鐵两拔工艺，拔长过程要有不少 于两道次150mmW上重压;终锻溫度不大于930°C。
[0013] 间热处理工艺 锻后空冷至500°C~550°C装炉，650°C±10°C保溫20h后升至870°C±10°C保溫15h~ 2化空冷至300°C进行保溫一段时间后，再W不大于80°C/h升溫至650°C保溫时间至少15h/ 100mm，之后炉冷至400°C，再W不大于15°CA速度降溫至200°C出炉空冷(见图1)。
[0014] 3.理化性能 (1)非金属夹杂物合格级别应符合表2规定。
[0015] 表2非金属夹杂物合格级别
间晶粒度采用渗碳法，检验结果应不小于6级。
[0016] 间力学性能应符合表3规定。
[0017] 表3力学性能合格级别
(4)交货硬度化BW) 160~210。
[0018] 间低倍组织合格级别应符合表4规定。
[0019] 表4低倍组织合格级别
做末端泽透性应符合表5规定。
[0020] 表5末端泽透'生例超声波探伤UT合格。
巧〇2ι?_本发明的创新点在于：胃_'_'_'_'_'_'_'_'_'_'_'_' (1)控制炼钢工艺的关键环节 为提高钢水纯净度，控制炼钢工艺的W下五个关键环节： ① 原材料:采用优质废钢、生铁，配料不得加入压块，生铁配入不少于20吨； ② 严格控制电炉出钢量，保证不下氧化渣； ③ LF白渣时间不少于30min，LF全程使用碳化娃或侣粒进行扩散脱氧和保持气氛，加入 合金料时大氣气揽拌，W保证夹杂物充分上浮； ④ VD入罐前进行化渣处理控制渣层厚度在60mm~80mm，自由空间不小于800mm，真空脱 气小于lOOPa，保持15min(雨季20min);软吹时间不少于20 min，W保证钢液中的夹杂物能 够充分、有效上浮，软吹W钢液不漏液面为准，防止进气； ⑤ 诱注阶段，保护渣进行烘烤，当钢液上升至帽口线2/3处时，及时加入发热剂;诱注 时采用氣气保护诱注，防止钢液二次氧化及进入钢液中气体； 间合理控制化学成分 制定内控成分，保证烙炼成分在控制范围内，W使力学性能和泽透性稳定。
[002引间控制晶粒度工艺 ① 钢材侣含量在0.015%~0.035%范围内，W控制晶粒度； ② 锻造采用鐵拔工艺，控制终锻溫度，W大的加工比（加工比不小于5)破碎晶粒，获得 细小晶粒； ③ 采用热处理正火工艺，有效细化晶粒。
[0023] (4)防白点工艺 ① 控制钢中氨含量不大于1.7 X 10-6; ② 钢材锻后空冷至500°C~550°C进行红送退火，防止低溫氨气析出，形成白点缺陷。
[0024] ③采用独特的退火工艺，防止氨气大量溶于残余奥氏体中，冷却时集中释放;退火 和正火多段处理将有助于氨气缓慢释放，W达到去氨目的。
[0025] 本发明的有益处在于:通过控制化学成分和洁净钢冶炼技术保证力学性能、泽透 性和夹杂物稳定合格;采用冶炼控制侣工艺，锻造鐵拔工艺达到大规格圆钢晶粒度不小于6 级要求;通过冶炼VD真空脱气和独特的钢材退火工艺达到去氨目的；解决了大型齿轮钢的 纯净度、性能、泽透性、晶粒度及白点问题。
【附图说明】
[0026] 图1是大型齿轮钢SCM822H热处理曲线图； 图2是炉号15203021124大规格齿轮钢SCM822H圆钢晶粒度图； 图3是炉号15203021088大规格齿轮钢SCM822H圆钢晶粒度图； 图4是炉号15203021087大规格齿轮钢SCM822H圆钢晶粒度图。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合附图及【具体实施方式】对本发明做详细说明。
[002引实施例1、实施例2、实施例3采用同一工艺流程：电炉一LF一VD一模铸锭一锻造 (3500吨快锻机)一热处理一探伤。
[0029] 实施例1 炉号：15203021124，圆钢成品规格Φ 780mm，锻比：5.83 1.生产工艺 (1)炼钢工艺 ①成品化学成分检验结果见表6。
[0030] 表6成品化学成分检验结果
②电炉工艺 生铁配入30吨，废钢33.45吨，返回钢5.6吨，电炉出钢量65t;装料前加白灰88化g;取全 烙样溫度1557°C，出钢前喷碳粉400kg，电炉出钢溫度1659°C。
[0031 ] ③LF炉精炼工艺 到位炉中喂侣线240m，全程使用碳化娃及侣粒进行扩散脱氧和保持气氛，首批加入量 碳化娃60kg，侣粒30 kg，炉渣变白，溫度1540°C时取样1，后续共加入Ξ批碳化娃和侣粒，共 90kg，保持白渣效果，白渣时间55 min，出钢S: 0.005〇/〇。
[0032] ④VD工艺 VD入罐前进行化渣处理，控制渣层厚度约60mm，自由空间800mm， VD极限真空度60化，保持时间20min，大流量氣气揽拌;开盖后取样定阳]1.3 X 10-6; 渣面微动，钢水没有裸露，软吹时间30 min，VD出钢溫度1594°C。
[0033] ⑤诱注工艺 锭模溫度35°C~40°C;在诱注前对锭模充氣气；当钢液上升至帽口线2/3处时，加入发 热剂;诱注过程中采用氣气保护诱注。
[0034] (1)锻造工艺 1220°C保化出炉鐵粗，锻比5.83;采用两鐵两拔工艺生产，拔长过程有两道次的重压， 重压下量达到160mm~180mm，终锻溫度870°C。
[0035] 间热处理工艺 锻后空冷至521°C装炉，650°C保溫20h后升至870°C保溫1化空冷至300°C进行保溫lOh 后，再W不大于8〇°C/h升溫至650°C保溫10化，炉冷至400°C，再W不大于15°CA速度降溫至 200°