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20MnCrCA、TL4521、SAE8620H、SCM-H2高檔汽車齒輪用鋼冶煉工藝開發(fā)
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2014-05-20
20MnCrCA、TL4521、SAE8620H、SCM-H2高檔汽車齒輪用鋼冶煉工藝開發(fā)
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，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
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牌號
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C
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Mn
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Si
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Cr
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Mo
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Nb
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B
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N
|
O
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鋼種A
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0.17～?0.20
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0.55～?0.70
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0.15～?0.35
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0.85～?1.20
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-
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0.015～0.035
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0.001～0.002
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0.007～0.010
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≤0.0015
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|
鋼種B
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0.17～?0.20
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0.60～?0.85
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≤
0.15
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1.25～?1.35
|
0.55～?0.65
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0.015～0.035
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-
|
-
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≤0.0015
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?
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)計是主要針對這些環(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)最高的時候，喂入一定量鋁線，保證大顆粒夾雜物的生成和上浮，同時也使及早生成的夾雜物在精煉過程中有足夠的上浮時間而被去除。
????（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，提高爐渣流動性，使之能夠更好地吸附夾雜物。某鋼廠在冶煉時采用優(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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