一种耐磨低碳汽车用钢材料及其制造工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种耐磨低碳汽车用钢材料及其制造工艺，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.15-0.20%、硅0.5-0.6%、锰0.13-0.15%、铬0.2-0.3%、钛0.25-0.46%、硼0.042-0.059%、硫0.023-0.027%、磷0.2-0.25%、余量为铁；本发明的钢材料配方合理，采用低碳原则，在配方中添加铬、钛和硼合金钢元素，使得钢材料具有较好的综合力学性能，尤其具有强度和硬度高、耐磨性好，还保留了低碳自有的韧性，极大提高了低碳钢的机械性能；本发明的热处理工艺简单，效果好，降低金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工。
【专利说明】一种耐磨低碳汽车用钢材料及其制造工艺
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种合金钢及其制造方法，特别涉及一种耐磨低碳汽车用钢材料的制 造工艺。
【背景技术】
[0002] 汽车的金属配套零件，不仅在结构强度与功能上有较高的要求，同时在机械加工 上同样重要，这样的要求不仅是满足汽车使用上的基本条件，同时也是安全可靠延长使用 寿命的保障。
[0003] 现有技术中，生产汽车配件的钢材为普通的中低含量合金钢，因这些汽车金属配 件在使用功能上一般是频繁的运动部件，磨损率很高，更换频繁，增加了维护成本；寻找到 一种提高硬度和耐磨性能，同时零件表面耐热性能高的中低含量的合金钢就显的非常重 要。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种耐磨低碳汽车用钢材料的制造工艺。
[0005] 本发明采用如下技术方案： 耐磨低碳汽车用钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳〇. 15-0. 20%、 硅 0· 5-0. 6%、锰 0· 13-0. 15%、铬 0· 2-0. 3%、钛 0· 25-0. 46%、硼 0· 042-0. 059%、硫 0· 023-0. 027%、磷 0· 2-0. 25%、余量为铁。
[0006] 耐磨低碳汽车用钢材料的制造工艺，包括以下步骤： (1) 合金块的制作：将生铁与锰铁按1 :2. 3-2. 5比例投入真空感应炉中熔化，再加入 废钢，作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧；然后依次加入碳和硅合金元素合金化，所述的碳 和硅合金元素加入量为其配方中各自质量百分比的二分之一，熔化过程中采用精炼剂精 炼、浇铸、铸后热处理等，冷却后制成钢坯； (2) 铸造：将步骤（1)的钢坯放入电弧炉中熔化至熔融状态，保温2-4h，然后向其中加 入剩余量的碳和硅合金元素，搅拌均匀，保温20-30分钟，再向其中加入其它剩余组成合金 元素，充分搅拌均匀，在1530-1620°C精炼60-75min，保温25-35min后取样，分析成分后， 调整成分，熔化15_20min，铸造成型，出钢温度为1250-1520°C ; (3) 锻造及热处理：对步骤（2)中的成型件进行锻造，开锻温度> 1250°C，终锻温度 彡780°C，锻造变形量> 35%，锻造后将铸件加热至800°C后逐渐冷却至室温。
[0007] 本发明的有益效果： 本发明的钢材料配方合理，采用低碳原则，在配方中添加铬、钛和硼合金钢元素，使得 钢材料具有较好的综合力学性能，尤其具有强度和硬度高、耐磨性好，还保留了低碳自有的 韧性，极大提高了低碳钢的机械性能；本发明的热处理工艺简单，效果好，降低金属材料的 硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工。
【具体实施方式】
[0008] 实施例1 :耐磨低碳汽车用钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳 0· 18%、硅 0· 55%、锰 0· 14%、铬 0· 25%、钛 0· 3%、硼 0· 05%、硫 0· 025%、磷 0· 22%、余量为铁。
[0009] 耐磨低碳汽车用钢材料的制造工艺，包括以下步骤： (1) 合金块的制作：将生铁与锰铁按1 :2. 4比例投入真空感应炉中熔化，再加入废钢， 作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧；然后依次加入碳和硅合金元素合金化，所述的碳和硅合 金元素加入量为其配方中各自质量百分比的二分之一，熔化过程中采用精炼剂精炼、浇铸、 铸后热处理等，冷却后制成钢坯； (2) 铸造：将步骤（1)的钢坯放入电弧炉中熔化至熔融状态，保温2-4h，然后向其中加 入剩余量的碳和硅合金元素，搅拌均匀，保温25分钟，再向其中加入其它剩余组成合金元 素，充分搅拌均匀，在1550°C精炼65min，保温30min后取样，分析成分后，调整成分，熔化 18min，铸造成型，出钢温度为1500°C ; (3) 锻造及热处理：对步骤（2)中的成型件进行锻造，开锻温度> 1250°C，终锻温度 彡780°C，锻造变形量> 35%，锻造后将铸件加热至800°C后逐渐冷却至室温。
[0010] 本发明制造的的汽车配件试验数据：抗拉强度〇b > 1145MPa;屈服强度 σ 〇· 2彡1180MPa ;延伸率δ 5 (%。）彡12 ;断面收缩率Ψ (%。）彡24 ;室温冲击韧性 a ku(42°C )彡 69J/cm2 ;低温冲击韧性 σ ku(-40°C )彡 32J/cm2 ;硬度 HRC32-25 ;由此合金 钢制作的汽车配件的抗拉强度和低温冲击等性能远好于高锰钢，汽车配件的使用寿命能大 大提商。
【权利要求】
1. 一种耐磨低碳汽车用钢材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百 分比为：碳 〇· 15-0. 20%、硅 0· 5-0. 6%、锰 0· 13-0. 15%、铬 0· 2-0. 3%、钛 0· 25-0. 46%、硼 0· 042-0. 059%、硫 0· 023-0. 027%、磷 0· 2-0. 25%、余量为铁。
2. -种如权利要求1所述的耐磨低碳汽车用钢材料的制造工艺，其特征在于包括以下 步骤： (1) 合金块的制作：将生铁与锰铁按1 :2. 3-2. 5比例投入真空感应炉中熔化，再加入 废钢，作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧；然后依次加入碳和硅合金元素合金化，所述的碳 和硅合金元素加入量为其配方中各自质量百分比的二分之一，熔化过程中采用精炼剂精 炼、浇铸、铸后热处理等，冷却后制成钢坯； (2) 铸造：将步骤（1)的钢坯放入电弧炉中熔化至熔融状态，保温2-4h，然后向其中加 入剩余量的碳和硅合金元素，搅拌均匀，保温20-30分钟，再向其中加入其它剩余组成合金 元素，充分搅拌均匀，在1530-1620°C精炼60-75min，保温25-35min后取样，分析成分后， 调整成分，熔化15_20min，铸造成型，出钢温度为1250-1520°C ; (3) 锻造及热处理：对步骤（2)中的成型件进行锻造，开锻温度> 1250°C，终锻温度 彡780°C，锻造变形量> 35%，锻造后将铸件加热至800°C后逐渐冷却至室温。
【文档编号】C21D8/00GK104195442SQ201410353356
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月24日 优先权日:2014年7月24日
【发明者】梁晓燕 申请人:安徽广源科技发展有限公司