一、我国齿轮发展现状
目前,我国齿轮行业大而不强,结构性矛盾突出,低端齿轮产能巨大,高端齿轮产能不足,高端齿轮在生产技术上与国外相比还有很大的差距。因此,随着我国由齿轮制造大国向齿轮制造强国迈进,齿轮产业对齿轮钢的品种质量提出更高的要求。如特种、专用传动齿轮方面,未来的市场很大,像非圆齿轮、小模数齿轮等,对齿轮钢的要求较高,同时需求量也不小;一些高级轿车传动齿轮是用不锈钢制成的,因此,相关齿轮钢产品应跟随汽车行业的发展而提升。
二、齿轮材料的基本要求
齿轮作为传动部件在传递动力和改变速度的运行过程中所受的应力是复杂和变化的,同时又产生接触磨损。因此,对所用特殊钢的质量要求是较高和苛刻的,不但要有良好的强韧性、耐磨性,能很好地承受冲击、弯曲和接触应力,而且还要求变形小、精度高,以降低噪音。
为满足高端齿轮用钢要求,钢中添加铝细化晶粒进行强韧化,使钢具有良好的强度和韧性;钢中添加硫提高切削加工性能,满足工件的高加工精度要求;同时严格控制夹杂物达到高纯净度,以保证高的疲劳性能。而由于这类钢种既含铝又含硫,钢中易生成数量较多的高熔点的Al2O3和CaS类夹杂物,影响钢水纯净度,导致连铸浇铸过程中水口结瘤,石家庄钢铁有限责任公司研究“转炉→LF+VD→连铸”生产流程下含硫含铝钢的钢液净化技术,保证钢水的可浇性,开发出高品质齿轮用钢,代替部分进口材料,满足了合资品牌汽车的用钢要求。
三、高质量齿轮的主要性能要求
高质量的齿轮钢主要表现在三个方面:末端淬透带窄、纯洁度高和晶粒细小均匀。
(1)末端淬透带
末端淬透性的稳定与否,对齿轮钢热处理变形量的大小影响很大,淬透性带宽度越窄,离散度越小,越有利于齿轮的加工及提高啮合精度。淬透性和淬透性带宽的控制,主要取决于化学成分及其均匀性。淬透性确定后,淬透性带宽的大小很大程度上影响热处理变形。
(2)纯净度
纯洁度主要指氧含量的降低以及其他有害元素的降低。氧含量对齿轮疲劳寿命的影响,现在已越来越受到人们的