高檔汽車齒輪用鋼工藝開發(fā)
發(fā)布時(shí)間：
2014-06-23 11:33
高檔齒輪鋼的優(yōu)良質(zhì)量主要表現(xiàn)在淬透性帶寬度窄、純凈度高、晶粒度細(xì)小均勻和具有較高的抗彎曲沖擊力。而鋼中的全氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)又是其純凈度的主要指標(biāo)。根據(jù)日本山陽新鋼種系列資料介紹，當(dāng)全氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)從25×10-6降至11×10-6時(shí)，齒輪的接觸疲勞壽命可提高4倍。要降低鋼中的全氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)，首先要降低溶解氧，其次要把脫氧產(chǎn)物（夾雜物）盡量排出鋼液，這樣才能使全氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低，真正達(dá)到脫氧的目的，滿足高檔汽車齒輪用鋼的標(biāo)準(zhǔn)要求。典型高檔汽車齒輪用鋼的化學(xué)成分見下表。
表1 典型高檔汽車齒輪用鋼的化學(xué)成分
|
牌號(hào) |
C |
Mn |
Si |
Cr |
Mo |
Nb |
B |
N |
O |
|
鋼種A |
0.17～ 0.20 |
0.55～ 0.70 |
0.15～ 0.35 |
0.85～ 1.20 |
- |
0.015～0.035 |
0.001～0.002 |
.007～0.010 |
≤0.0015 |
|
鋼種B |
0.17～ 0.20 |
0.60～ 0.85 |
≤0.15 |
1.25～ 1.35 |
0.55～ 0.65 |
0.015～0.035 |
- |
- |
≤0.0015 |
某鋼廠高檔汽車齒輪用鋼冶煉工藝流程為：60t超高功率電爐初煉→電爐出鋼（鋼液合金化、預(yù)脫氧）→LF工位（加熱升溫、吹氬攪拌、脫氧脫硫和微調(diào)成分）→LF出鋼（扒渣）→VD爐真空處理→軟吹氬→連鑄。從此流程可以看出，影響鋼液全氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)的主要環(huán)節(jié)包括：初煉爐（電爐）鋼液中的溶解氧、LF精煉過程脫氧制度及脫氧條件、VD真空脫氣過程控制、軟吹工藝和保護(hù)澆注等。因此，工藝設(shè)計(jì)是主要針對(duì)這些環(huán)節(jié)進(jìn)行改善和優(yōu)化，最終目的是減少鋼中全氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)，真正達(dá)到脫氧的目的，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。
其中LF精煉工藝的調(diào)整非常重要，主要包括：
（1）擴(kuò)散脫氧工藝的調(diào)整。原工藝中采用SiC粉進(jìn)行渣面脫氧，優(yōu)化后的工藝則采用Al粒＋C粉進(jìn)行聯(lián)合脫氧，重點(diǎn)控制加入量及加入頻次，保證了爐渣良好的脫氧，避免了爐渣對(duì)鋼水的二次氧化。
（2）沉淀脫氧工藝的調(diào)整。將原工藝在精煉結(jié)束時(shí)進(jìn)行終脫氧的脫氧制度變?yōu)檫^程脫氧，即在精煉工位自由氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的時(shí)候，喂入一定量鋁線，保證大顆粒夾雜物的生成和上浮，同時(shí)也使及早生成的夾雜物在精煉過程中有足夠的上浮時(shí)間而被去除。
（3）精煉渣系的調(diào)整。提高LF精煉爐爐渣堿度，提高石灰中CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)和活性，不用含SiO2的材料造渣；在渣面上加入一定量的鋁粉和三氧化二鋁的混合物，使?fàn)t渣的組成在CaO-Al2O3-SiO2三元相圖中向12CaO·7Al2O3的組成區(qū)域靠攏，達(dá)到在不降低爐渣堿度的情況下降低爐渣熔點(diǎn)，提高爐渣流動(dòng)性，使之能夠更好地吸附夾雜物。某鋼廠在冶煉時(shí)采用優(yōu)化工藝，批量生產(chǎn)的低碳高檔汽車齒輪鋼，成品平均氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)穩(wěn)定在11.2×10-6，完全能滿足國外某客戶的要求。
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