GBT 39430-2020 高可靠性齿轮毛坯技术要求

书书书犐犆犛２１．２００犑１７!#$%&’’()*犌犅／犜３９４３０—２０２０!#$%&’()*+,犛狆犲犮犻犳犻犮犪狋犻狅狀狊犳狅狉狋犺犲犫犾犪狀犽狊狅犳犺犻犵犺狉犲犾犻犪犫犻犾犻狋狔犵犲犪狉狊２０２０１１１９-.２０２１０６０１/0’(+,-./012’()*3/0456-.目　　次前言Ⅰ…………………………………………………………………………………………………………１　范围１………………………………………………………………………………………………………２　规范性引用文件１…………………………………………………………………………………………３　毛坯分类１…………………………………………………………………………………………………　３．１　按零件工况分类１……………………………………………………………………………………　３．２　按材料特性分类１……………………………………………………………………………………　３．３　按应用领域分类２……………………………………………………………………………………４　技术要求２…………………………………………………………………………………………………　４．１　原材料２………………………………………………………………………………………………　４．２　化学成分２……………………………………………………………………………………………　４．３　锻造３…………………………………………………………………………………………………　４．４　交货状态４……………………………………………………………………………………………　４．５　力学性能４……………………………………………………………………………………………　４．６　低倍组织５……………………………………………………………………………………………　４．７　断口８…………………………………………………………………………………………………　４．８　高倍组织８……………………………………………………………………………………………　４．９　淬透性８………………………………………………………………………………………………　４．１０　超声波探伤１０………………………………………………………………………………………　４．１１　形状与尺寸１０………………………………………………………………………………………　４．１２　外观１０………………………………………………………………………………………………　４．１３　标记１０………………………………………………………………………………………………　４．１４　其他１１………………………………………………………………………………………………５　生产过程控制与产品检验１１………………………………………………………………………………　５．１　过程控制１１……………………………………………………………………………………………　５．２　质量一致性要求１１……………………………………………………………………………………　５．３　检验方法１３……………………………………………………………………………………………参考文献１４……………………………………………………………………………………………………犌犅／犜３９４３０—２０２０前　　言　　本标准按照ＧＢ／Ｔ１．１—２００９给出的规则起草。本标准由全国齿轮标准化技术委员会（ＳＡＣ／ＴＣ５２）提出并归口。本标准起草单位：郑州机械研究所有限公司、贵州安大航空锻造有限责任公司、韶关市中机重工股份有限公司、北京机电研究所有限公司、郑州江宇机械有限公司、中国航发中传机械有限公司、郑州中机轨道交通装备科技有限公司、江苏中工高端装备研究院有限公司、郑州高端装备与信息产业技术研究院有限公司、河南济源钢铁（集团）有限公司、中机智能装备创新研究院（宁波）有限公司、钢研纳克检测技术股份有限公司、河南省特殊钢材料研究院有限公司。本标准主要起草人：王伟、王志刚、吕明柯、李海霞、张坤、杨亚平、金红、陈超、王盈颖、陆军、李华文、王斌、李宝奎、王爱香、王长路、龙伟民、张元国、杨春、曹立国、赵家栋、张清朗、卢金生、付雪川、王维、吕鹏昊、管洪杰、范瑞丽、白瑞娟、陈祖祥、安若维、刘百宣、刘佳成。Ⅰ犌犅／犜３９４３０—２０２０高可靠性齿轮毛坯技术要求１　范围本标准规定了高可靠性齿轮毛坯的分类、化学成分配比、冶炼、锻造的技术要求及其过程控制与检验规范。本标准适用于航空航天、轨道交通、海洋装备、风电、核电、冶金、石化、矿山、工业机器人等重要的传动领域中齿轮的轧制或锻造毛坯，毛坯外径一般不大于１２００ｍｍ，单件质量不大于３ｔ。其他有高可靠性要求的齿轮毛坯也可参考使用。本标准不建议用于一般工业、医疗、汽车等领域。２　规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。ＧＢ／Ｔ２２２　钢的成品化学成分允许偏差ＧＢ／Ｔ２２３（所有部分）　钢铁及合金化学分析方法ＧＢ／Ｔ２２５　钢　淬透性的末端淬火试验方法（Ｊｏｍｉｎｙ试验）ＧＢ／Ｔ２２６　钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法ＧＢ／Ｔ２２８．１　金属材料　拉伸试验　第１部分：室温试验方法ＧＢ／Ｔ２２９　金属材料　夏比摆锤冲击试验方法ＧＢ／Ｔ２３１．１　金属材料　布氏硬度试验　第１部分：试验方法ＧＢ／Ｔ１８１４　钢材断口检验法ＧＢ／Ｔ１９７９　结构钢低倍组织缺陷评级图ＧＢ／Ｔ３４８０．５　直齿轮和斜齿轮承载能力计算　第５部分：材料的强度和质量ＧＢ／Ｔ４１６２　锻轧钢棒超声检测方法ＧＢ／Ｔ６３９４　金属平均晶粒度测定方法ＧＢ／Ｔ１０５６１　钢中非金属夹杂物含量的测定　标准评级图显微检验法ＧＢ／Ｔ１２３６３　锻件功能分类ＪＢ／Ｔ５０００．１５　重型机械通用技术条件　第１５部分：锻钢件无损检测３　毛坯分类３．１　按零件工况分类３．１．１　根据零件的工作条件、重要程度的不同分为两类，按照ＧＢ／Ｔ１２３６３的规定以Ⅰ、Ⅱ表示，Ⅰ类的重要性高于Ⅱ类。３．１．２　齿轮毛坯类别应在订货图样或相关技术文件中标注。未注明时默认为Ⅱ类。３．２　按材料特性分类３．２．１　根据材料的接触疲劳极限σＨｌｉｍ和弯曲疲劳极限σＦｌｉｍ分两个级别，按照ＧＢ／Ｔ３４８０．５的规定以１犌犅／犜３９４３０—２０２０ＭＥ、ＭＱ表示，ＭＥ级的质量优于ＭＱ级。３．２．２　齿轮毛坯类别应在订货图样或相关技术文件中标注。未注明时默认为ＭＱ级。３．３　按应用领域分类３．３．１　本标准中根据零件的应用领域把毛坯分为航空（含航天）齿轮和工业齿轮两类。部分牌号的钢材在航空和工业领域都有应用。３．３．２　本标准中航空齿轮以小型零件、定制化批量生产为主，毛坯直接截自轧制棒材或锻造棒材。３．３．３　本标准中工业齿轮以中小型零件为主，毛坯多截自模注钢锭、电渣重熔钢锭或连铸钢坯，再以自由锻、模锻等方式成形。４　技术要求４．１　原材料４．１．１　部分航空齿轮毛坯用原材料（以下简称“原材”）的冶炼方法应符合表１的规定。表１　部分航空齿轮用原材冶炼方法序号用途材料牌号冶炼方法电弧炉＋炉外精炼＋电渣重熔非真空感应炉＋电渣重熔真空感应炉＋真空自耗１２３４５６航空齿轮１２ＣｒＮｉ３√××１２Ｃｒ２Ｎｉ４√××１４ＣｒＭｎＳｉＮｉ２Ｍｏ√√×１８Ｃｒ２Ｎｉ４Ｗ√××３８ＣｒＭｏＡｌ××√９３１０××√　　注：√———采用；×———不采用。４．１．２　工业齿轮用途毛坯原材的冶炼方法推荐采用“电弧炉（或转炉）＋炉外精炼＋真空脱气”工艺。是否采用电渣重熔工艺或有其他特殊冶炼要求，可由供需双方协定。４．１．３　原材冶炼时应有防氧化措施。未经需方许可，冶炼过程中不应加钙。４．１．４　原材冶炼后应满足气体含量、化学成分等要求。部分齿轮钢材的牌号见表２。其中：———航空齿轮用９３１０钢气体含量（质量分数）：氧≤０．００１５％、氮≤０．００２５％；———航空齿轮用９３１０钢硼含量（质量分数）≤０．００１０％；———工业齿轮用钢的气体含量（质量分数）：氢≤０．０００２％、氧≤０．００２０％、氮≤０．００９０％；———工业齿轮用渗碳钢的铝氮比（质量比）：铝／氮＝２．５～４．０。４．２　化学成分４．２．１　齿轮毛坯原材的熔炼分析应符合表２和表３的规定。４．２．２　齿轮毛坯的成品分析应符合表２和表３的规定，允许偏差量应符合ＧＢ／Ｔ２２２的相关规定。２犌犅／犜３９４３０—２０２０表２　化学成分表序号用途材料牌号成分参考文献化学成分（质量分数）％ＣＳｉＭｎＣｒＭｏＮｉ其他１和１２ＣｒＮｉ３［１］０．１０～０．１６０．１７～０．３７０．３０～０．６００．６０～０．９０≤０．１５２．７５～３．２５—２和１２Ｃｒ２Ｎｉ４［１］０．１０～０．１５０．１７～０．３７０．３０～０．６０１．２５～１．７５≤０．１５３．２５～３．７５—３航１４ＣｒＭｎＳｉＮｉ２Ｍｏ［１］０．１１～０．１７０．３５～０．６５０．６５～０．９５１．２０～１．６００．２０～０．４０１．４０～２．００—４工１７ＣｒＮｉＭｏ６［９］０．１５～０．２０≤０．４００．４０～０．６０１．５０～１．８００．２５～０．３５１．４０～１．７０—５工１８ＣｒＮｉＭｏ７６［８］０．１５～０．２１≤０．４００．５０～０．９０１．５０～１．８００．２５～０．３５１．４０～１．７０—６和１８Ｃｒ２Ｎｉ４Ｗ［１］０．１３～０．１９０．１７～０．３７０．２５～０．５５１．３５～１．６５≤０．１５４．００～４．５０Ｗ０．８０～１．２０７工２０ＣｒＭｎＭｏ［２］０．１７～０．２３０．１７～０．３７０．９０～１．２０１．１０～１．４００．２０～０．３０≤０．２５—８工２０ＣｒＮｉ２Ｍｏ［３］０．１９～０．２３０．２５～０．４００．５５～０．７００．４５～０．６５０．２０～０．３０１．６０～２．００—９工２０Ｃｒ２Ｎｉ４［２］０．１７～０．２３０．１７～０．３７０．３０～０．６０１．２５～１．６５—３．２５～３．６５—１０工３０ＣｒＮｉＭｏ８［７］０．２６～０．３４≤０．４００．５０～０．８０１．８０～２．２００．３０～０．５０１．８０～２．２０—１１工３１ＣｒＭｏＶ９［１０］０．２７～０．３４≤０．４００．４０～０．７０２．３０～２．７００．１５～０．２５≤０．６０Ｖ０．１０～０．２０１２工３４ＣｒＮｉＭｏ６［７］０．３０～０．３８≤０．４００．５０～０．８０１．３０～１．７００．１５～０．３０１．３０～１．７０—１３和３８ＣｒＭｏＡｌ［１］０．３５～０．４２０．１７～０．３７０．３０～０．６０１．３５～１．６５０．１５～０．２５≤０．４０Ａｌ０．７０～１．１０１４工４０ＣｒＮｉＭｏ［２］０．３７～０．４４０．１７～０．３７０．５０～０．８００．６０～０．９００．１５～０．２５１．２５～１．６５—１５工４１４０［６］０．３８～０．４３０．１５～０．３５０．７５～１．０００．８０～１．１００．１５～０．２５≤０．２５—１６工４２ＣｒＭｏ［５］０．３８～０．４５０．１７～０．３７０．５０～０．８００．９０～１．２００．１５～０．２５≤０．３０—１７工４３４０［６］０．３８～０．４３０．１５～０．３５０．６０～０．８００．７０～０．９００．２０～０．３０１．６５～２．００—１８和９３１０［１１］０．０７～０．１３０．１５～０．３５０．４０～０．７０１．００～１．４００．０８～０．１５３．００～３．５０—　　注１：航———航空齿轮；工———工业齿轮；和———航空和工业齿轮。　　注２：１７ＣｒＮｉＭｏ６与１８ＣｒＮｉＭｏ７６、４０ＣｒＮｉＭｏ与４３４０、４２ＣｒＭｏ与４１４０成分相似，标准来源不同。表３　硫、磷及残余元素含量（质量分数）％元素ＰＳＣｕＷＶＴｉ含量≤０．０２５０．０２５０．２５０．２００．０５０．０３　　对于电渣重熔冶炼方式，Ｓ的含量不大于０．００５％，Ｃｕ的含量不大于０．１０％，Ｐｂ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｓ五害元素含量之和不大于０．０４０％。４．３