18CrNiMo7-6大型齿轮钢锻件制造方法

摘要

本发明公开一种18CrNiMo7-6大型齿轮钢锻件制造方法，工艺路线为：电炉→LF→VD→铸锭9t～27t→3500快锻机生产→热处理→矫直→粗车；通过严格控制对钢材淬透性和晶粒度有重大影响的化学元素C、Mn、Nb、Al、N的窄成分范围，达到具有窄淬透性带和合格晶粒度及晶粒度耐久性的双重目的；严格执行冶炼工艺提高钢的纯净度；通过采用等温退火、控制炉冷速度的热处理工艺，达到去氢和获得F+P组织的双重目的。本发明的优点在于：通过提高纯净度、保证窄淬透性带、实现晶粒度耐久性及采用独特的热处理工艺，开发出完全达到技术要求的18CrNiMo7-6钢，解决了大型齿轮钢切削困难、淬火裂纹、晶粒粗大以及白点质量问题。

主权项

一种18CrNiMo7‑6大型齿轮钢锻件制造方法，工艺路线为电炉→LF→VD→铸锭9t～27t→3500快锻机生产→热处理→矫直→粗车，制造工艺包括炼钢工艺、锻造工艺及热处理工艺，其特征在于:所述炼钢工艺：①18CrNiMo7‑6化学成分(%)内控标准：C0.16～0.19、Mn0.55～0.65、Si0.20～0.30、S≤0.005、P≤0.015、Ni1.55～1.65、Cr1.65～1.75、Mo0.25～0.30、Al0.02～0.04、N0.008～0.015；②电炉炼钢工艺：配料选用优质废钢、生铁或铁水≥30%；出钢温度≥1630℃，P≤0.010%，终点碳按≥0.08%控制，出钢前3min～5min降低用氧强度，增加喷碳用量，每炉300kg～400kg；钢终脱氧加铝2.5kg/t～3.0kg/t；优质白灰满足一级以上质量要求CaO≥90%，生烧率≤10%，活度≥300ml，保证自由空间≥800mm，严禁下氧化渣；③LF炉精炼工艺：到位按0.08％喂铝，全程采用碳粉+Al粒扩散脱氧，首批加入量20kg～30kg，白渣保持时间≥30min；依样1其中包括炉中的全铝结果，按0.06%喂铝，真空前考虑炉中按0.05%喂铝，保证VD处理后铝含量大于0.02%，其余时间尽量不喂铝线；按0.03%计算加入Nb‑Fe；出钢温度≥1690℃，S≤0.010%；④VD处理工艺：入罐前少量扒渣，真空度≤100Pa，真空下保持时间≥20min；解除真空后加N‑Cr，N‑Cr必须充分烘烤，不考虑炉中N按0.007%计算加入，软吹时间≥30min；⑤浇注工艺：Ar保护浇注，浇注温度：1585℃±5℃，大于9吨锭以上钢锭采用模冷，模冷时间84h；所述锻造工艺：钢锭加热温度1210℃±10℃，温度按上限1220℃控制，保持8h～10h；钢锭两次镦拔，开锻温度1080℃，保证切除量：钢锭头部≥15%，钢锭尾部≥5%；中间坯加热到1180℃±10℃，保温时间大于4h，终锻温度875℃±25℃；所述热处理工艺：钢材直径Ф＜350mm，加热到890℃±10℃，保温，以30℃/h降温到650℃±10℃，保温，以30℃/h降温到500℃，出炉空冷；直径Ф≥350mm，加热到650℃±10℃，保温5h，降温到280℃～320℃，保温8h，加热到680℃±10℃，保温5h，加热到890℃±10℃，保温时间10h，降温到280℃～320℃，保温12h，加热到890℃±10℃，保温，以30℃/h降温到650℃±10℃，保温，以30℃/h降温到500℃，出炉空冷；当钢材直径Ф＝250mm时，加热到890℃±10℃，保温时间15h，以30℃/h降温到650℃±10℃，保温40h，以30℃/h降温到500℃，出炉空冷；钢材直径每增加100mm，650℃±10℃，保温时间加长25h；孔饼类锻件最终退火工艺是加热到650℃±10℃，保温40h，以30℃/h降温到500℃，出炉空冷。