特钢棒材应用--齿轮钢

       齿轮钢是特殊钢，广泛应用于制造车辆齿轮、工业齿轮、齿轮装置等，有小至重量只有百万分之一克的医用齿轮（用于清扫脑梗塞患者的脑血管），有大到直径超过12米的水力发电机用齿轮。

齿轮钢的牌号及标准

      为了满足齿轮表面高硬度、芯部高韧性要求，齿轮钢通常使用含C量0.15%~0.25%的低碳钢，便于表面渗碳或渗氮处理。

        国内：传统的齿轮钢牌号沿用前苏联标准，采用最多的是Mn系、Mn-Cr系，最具代表性的牌号是20CrMnTi、20CrMo。国家标准GB/T 5216-2014、GB/T 33160-2016、以及齿轮行业协会CGMA001-2004 ≤车辆齿轮用钢技术条件≥中规定了有关齿轮钢的技术要求，其中GB/T 33160主要针对风力发电用齿轮。

       日本：按实际用途对齿轮钢进行了细分，主要由Cr系、Cr-Mo系、Ni-Cr-Mo系等组成，如Cr系（如SCr415）多数应用于小型车的变速箱齿轮；Cr-Mo系（如SCM420）应用于小型汽车后桥主、被动齿轮（其中Mo含量较高的SCM822用于中型汽车后桥主、被动齿轮）；Ni-Cr-Mo系（如SNCM415）应用于高淬透性和要求芯部韧性较高的重型汽车。日本JIS G4052标准中规定了齿轮钢的主要技术要求。

       美国：小型汽车变速箱以Mo钢4023为主，中型汽车变速箱齿轮及后桥主、被动齿轮以含Ni较低的钢种8260、8720为主，重型汽车以含Ni较高的4320和含Mo较高的8822为主，个别重型汽车采用含B 94B17。美国ASTM A304(美国材料与试验协会）和SAE  J1268(美国汽车工程师协会）标准中规定了有关齿轮钢的主要技术要求。

       德国：主要由Mn-Cr系、Cr-Mo系、ZF系（加B的Mn-Cr系）、Cr-Ni-Mo系等，如用于斯太尔卡车的17CrNiMo6等。德国标准DIN EN 10084、DIN 17210中规定了有关齿轮钢的主要技术要求。

       除公开的标准外，一些大企业都有自己内部齿轮钢标准，如德国大众、美国通用、日本丰田、德国ZF、美国EATON等。

齿轮钢质量控制技术

       齿轮做为传动系统的重要零部件，要有良好的强韧性、长寿命、抗冲击、耐磨损等性能要求，还要变形小、精度高、噪音低。高质量的齿轮钢主要表现在五个方面：

末端淬透性带窄：淬透性宽度越窄，离散度愈小，愈有利于齿轮的加工及提高其啮合精度。

洁净度高：氧含量和夹杂物含量要低，减少疲劳损坏。日本提出的超高洁净度钢的氧含量已控制在5ppm以下，夹杂物最大尺寸不超过6um，总和不超过25um。

晶粒度：渗碳时间长，晶粒容易长大，易使渗碳变形不均匀，疲劳强度降低。日本特别强度渗碳齿轮钢的晶粒度应不粗于6级。

带状组织：影响渗碳变形、渗层组织和硬度，一般要求小于3级，解决带状组织的根本在于减少成分的偏析及轧后适当的冷速匹配。在带状组织的控制方面，国内和日本、美国、德国生产的齿轮钢还有差距。

加工性和易切削性：在欧洲（德国）标准里，其硫含量一般规定在0.020%-0.035%区间，而不是原先概念中越低越好的思路，这些钢比国内GB/T 8731易切削钢标准里规定的要低的多。

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齿轮钢棒材生产流程

     国内齿轮钢深层次流程主要有电炉流程和转炉流程，国内生产齿轮钢的生产企业主要有中信泰富（兴澄、大冶）、东北特钢、石钢、西宁特钢、莱钢、宝钢特钢等。

电炉流程：电炉（20t->100t）+炉外精炼[ LF+VD(RH）]+连铸（小方坯、大方坯、大圆坯）+轧制

转炉流程：转炉(高达300t）+炉外精炼[ LF+VD(RH）]+连铸（小方坯、大方坯、大圆坯）+轧制

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