改善齿轮钢SAE8620H碳偏析的连铸工艺研究及应用

齿轮钢宏观碳偏析会加重带状级别,影响齿轮热处理变形。最根本解决方法是控制连铸坯碳偏析,在合适的连铸工艺拉速下采用优化结晶器电磁搅拌参数、动态末端电磁搅拌、控制钢水过热度及优化二冷配水的技术手段改善了连铸坯截面碳偏析指数及碳极差。实践结果表明,选择合适的连铸工艺参数及动态末搅技术能够大幅度提升铸坯内部质量,降低齿轮钢SAE8620H宏观碳偏析,达到9点碳极差不高于0.025%、碳偏析指数为0.95~1.05的水平,有效降低了齿轮钢带状级别。同时,轧制圆钢加工成齿轮后热处理变形量小、变形趋势好,产品质量得到了客户的认可。     

热变形工艺对SAE8620H齿轮钢带状组织的影响

对比研究了截面规格为300 mm×340 mmSAE8620H齿轮钢连铸坯不同部位、变形量、变形方向、变形终了温度、变形后冷却方式等参数对其带状组织的影响。结果表明,连铸坯心部热变形试棒带状明显,带较宽;热变形后冷速对带状组织影响最为关键,适当快冷可抑制碳元素的偏析,掩盖合金元素的带状偏析而得到较轻的带状组织;提高热变形终了温度,铁素体-珠光体晶粒尺寸增大,带状组织有增强的趋势;变形量小于27%时,变形组织不形成交替的元素偏析带,即使完全退火缓慢冷却也不形成带状组织;带状组织形成与铸坯的拉坯方向无关,无论沿拉坯方向变形还是垂直拉坯方向变形,带状组织均沿变形方向形成。     

金属热加工过程的动态热／力模拟技术

介绍了利用动态热／力模拟技术,对连铸,连铸坯热送热装,热锻和热轧变形,形变热处理及热处理各种工艺过程进行模拟试验的方法,同时列举出上述模拟试验结果用于制定生产现场的生产工艺,获得良好效果的实例。     

汽车后桥齿用22CrMoH热轧圆钢带状组织控制

围绕汽车后桥齿用22CrMoH钢,通过开展连铸正交试验,优化连铸过程电磁搅拌工艺,改善连铸坯横截面成分偏析,在轧制过程中采用大压下量的开坯轧制工艺,在奥氏体未再结晶区进行多道次大压下量变形轧制,促进圆钢心部组织动态再结晶,从而改善齿轮钢热轧圆钢一次带状组织,改善汽车后桥齿轮热处理变形.采用上述工艺技术制备的重载汽车后桥...     

汽车后桥齿用22CrMoH热轧圆钢带状组织控制

围绕汽车后桥齿用22CrMoH钢，通过开展连铸正交试验，优化连铸过程电磁搅拌工艺，改善连铸坯横截面成分偏析，在轧制过程中采用大压下量的开坯轧制工艺，在奥氏体未再结晶区进行多道次大压下量变形轧制，促进圆钢心部组织动态再结晶，从而改善齿轮钢热轧圆钢一次带状组织，改善汽车后桥齿轮热处理变形。采用上述工艺技术制备的重载汽车后桥齿用22CrMoH热轧圆钢，平衡组织状态下的带状组织由原来2.5~3.0级降低至1.5~2.0级，齿轮热处理变形合格率由原来的73%提高到94%，满足了客户技术要求。     

齿轮锻坯的质量控制

齿轮锻坯的质量不良会使随后的机加工困难，恶化齿轮的热处理质量，降低齿轮精度和使用性能。影响齿轮锻坯质量的因素是多方面的，如原材料质量、预备热处理和锻造工艺。采用排列图可以找出导致齿轮锻坯不合格的主要原因，从而采取相应的预防措施。     

棒材连轧过程中框形偏析的模拟研究

针对成品圆钢框形偏析导致齿轮热处理变形不均匀的问题，利用DEFORM-3D塑性变形模拟软件计算分析了齿轮钢框形偏析在棒材连轧过程中的演变规律，计算结果与轧制试验检测结果基本吻合，验证了模型的可靠性。研究表明：进入连轧的坯料框形偏析区宽高比有一个合适的范围，在此范围内成品圆钢可以获得扁平比近似1.0的锭形偏析，用于生产齿轮可以获得较好的形状和尺寸；通过调整开坯工艺优化棒材的框形偏析尺寸更容易实施；根据圆钢框形偏析的理想尺寸，通过数值模拟的方法，可以倒推计算中间坯的框形偏析尺寸，从而可为开坯机工艺的优化提供依据。     

基于云制造技术平台的连铸坯质量控制的研究

在对连铸坯质量现状及导致铸坯质量问题因素分析的基础上,将“云制造”的概念引入连铸坯质量控制中,提出了将连铸过程中影响铸坯质量的工艺参数、条件进行综合、优化,实现虚拟对现实的映射的方法,并对连铸坯质量控制的云制造技术平台体系构建等进行探讨。连铸坯质量控制的云制造技术平台是一种新的理念,实现云制造对连铸质量进行控制,可以资源共享,降低铸坯质量缺陷率,减少生产成本。     

轧管技术发展及展望

随着限动芯律连续轧管管径的增大，不均匀变形和轧制速度差增大，易导致用管拉裂，为此提出用6辊式限动芯棒连轧管机予以解决，并提出轧管生产和有关圆坯连铸、热处理和石油套管生产领域内存在的问题及解决办法。     

Cr15Mn9Cu2Ni1N不锈钢连铸坯的高温拉伸变形特性

对于Cr15Mn9Cu2Ni1N不锈钢连铸坯,热变形过程中变形局部化的发生会影响其表面质量。从连铸坯的表层及芯部制取小型试样,利用热/力模拟试验机,进行温度950℃～1150℃范围内的拉伸试验。结果发现,随变形温度升高,该钢强度降低而延伸率提高;试样在发生颈缩,即变形局部化之前,要经历均匀变形和扩散颈缩变形,两种变形均使试样变形区获得均匀的宏观变形形貌;而高温拉伸的延伸率主要由扩散颈缩阶段的变形量决定。分析表明,均匀变形阶段主要靠应变强化抑制变形局部化的发生,而扩散颈缩变形阶段应变速率强化起主导作用。随变形温度升高,尤其在温度高于1100℃时,该钢的应变速率强化效应增强,可推迟最终变形局部化的发生,从而获得较大的延伸率。     

A105连铸坯的高温塑性研究

通过合理取样方法和设计的高温变型实验方案,对A105钢连铸坯热变形过程中发生的变形及最终断裂全过程进行模拟实验,找出该钢种连铸坯在热变形过程中的3个脆性温度转变点,揭示该钢种连铸坯在3个脆性转变区域的热塑性规律以及发生断口后的形貌,对于合理确定连铸工艺冷却制度、拉矫温度等参数,降低裂纹缺陷发生概率有很好的指导意义。     

微合金化钢热送热装过程组织演变研究

通过实验室模拟微合金化含Ti钢连铸坯热送热装过程,并利用光学显微镜观察了室温条件下不同热履历试样的显微组织,分析了热送热装连铸坯组织演变的规律和特点。结果表明,700℃左右是不同热送温度的一个分界线,700℃以下热送试样均会发生奥氏体分解相变;700℃以上试样的高温组织为奥氏体,且奥氏体晶粒的大小基本相同;700℃以上热送热装试样的晶粒度较700℃以下粗大;不同的热送温度导致热处理室温显微组织有极大的差别,热送温度越高,二次奥氏体化过程越容易;热送温度越低,相变过程比较复杂;在700℃热送是较为合理的,可以尝试在750℃进行热送实践。     

汽车渗碳钢预先热处理综述

在汽车生产中,齿轮是必不可少的基本零件.齿轮质量的优劣,尤其是后桥齿轮变速箱齿轮,时常出现总成装配困难、噪音大及齿面磨损等问题.齿轮渗碳淬火后变形波动是影响总成质量的原因之一.在影响渗碳钢变形的诸因素中,人们的注意力往往集中在渗碳淬火方面,而容易忽视锻坯预先热处理对变形的影响.通过对现生产质量问题的分析,我们认识到,渗碳钢锻件毛坯预先热处理获得的显微组织和硬度对切削加工性能和渗碳淬火的变形规律有重大的影响,应给予足够重视.     

初始残余应力对铝合金T形构件加工变形的影响

铝合金T形构件广泛应用于航空领域,坯件内初始残余应力导致的T形构件加工变形状态决定其使用性能和服役寿命。通过有限元法建立T形构件的三维切削加工有限元模型,研究坯件内部初始残余应力对T形构件加工变形的影响,并通过铣削加工实验对仿真结果进行验证。结果表明:坯件内初始残余应力引起T形构件的变形主要表现为T形构件底部的曲翘变形,且沿着底部四个角的延伸方向,变形逐渐增大,且这一变化规律不受T形件侧壁厚的影响;壁厚较薄的T形构件底部的变形主要由坯件底部保留区内的初始残余应力决定,坯件其它区域的初始残余应力对变形的贡献极小;坯件底部保留区内不同分布状态的初始残余应力会使壁厚较薄的T形构件产生不同的变形状态。     

20NiCrMoH钢的应用

引进产品关键部件差速器、变速箱齿轮、花键轴等诊碳件均采用20NiCrMoH钢制造。检测表明,该钢渗碳时碳化物容易控制,淬火后硬度均匀,热处理变形小,综合性能好,且热处理工艺过程简单。适合用来制造结构复杂、精度要求高的中、小模数渗碳齿轮等零件。     

φ 150 mm铸坯的不良形状及其控制

某钢厂采用五机五流连铸机生产的φ150 mm铸坯外形不良，即不圆度严重超标，以致拉速被限制在仅为1.8～2.1 m/min的低水平。试验发现，φ150 mm铸坯形状不良的主要原因是冷却不均匀导致的热变形。通过连铸冷却工艺、二冷设备以及拉矫机压力系统的优化，彻底解决了φ150 mm铸坯形状不良的问题，拉速提高到了2.5 m/min。     

双辊薄带连铸结晶辊热变形研究

利用热力耦合有限元方法,对薄带连铸结晶辊的温度场和热变形进行研究,给出了浇注温度、浇注速度和冷却水流量对结晶辊温度场和热变形的影响规律,并利用有限元方法设计了初始辊形,有效地改善了铸带厚度的均匀性.     

20CrMnTiH钢齿轮变形试验研究

使用保证淬透性带的20CrMnTiH钢制造重型汽车变速箱齿轮,其变形较普通20CrMnTi小且波动较稳定,不仅有利于减少热处理后的磨削加工,也提高了齿轮的整体质量。     

汽车后桥螺旋锥齿轮锻坯正火工艺对其组织和性能的影响

在对20CrMnTi钢锻造齿坯普通正火处理的缺陷分析的基础上,试验研究了等温正火工艺参数对锻造齿坯的组织和性能的影响。结果表明,齿坯采用等温正火可获得均匀细小等轴状的珠光体和铁素体组织,硬度HB165～187,且沿截面分布较均匀。同时具有良好的切削加工性,可使齿轮渗碳淬火变形减小且有规律性。     

新工艺技术在大型棒材生产线上的应用

介绍了合金钢大方(圆)坯连铸技术、合金钢连铸坯热送热装技术、数字化加热炉控制技术、大型棒材轧机,以及大型棒材精整和热处理技术,这些技术的不断改善和应用既提高了大型棒材产品的质量和产量,又降低了大型棒材产品的生产成本。