专利名称：渗氮钢的制作方法
技术领域：
本发明涉及渗氮钢，尤其适用于制造易磨损的结构件。
通过JP 50037629-A已知一种高强度钢，其成分分析结果如下，(％重量)C0．1-0．25Si ≤0．4Mn 0．3-11．0Cr 0．5-2Mo 0．07-0．23Al 0．5-1．2余量为Fe及杂质。
上述钢使用结果良好，但为了使用上述钢制造的部件显示出改善了的特性，仍需要一种具有更好的制造、加工和渗氮特性的钢种。
从JP63062859已知一种具有良好强度性能，适用于制造诸如齿轮、轴和滑动元件等在高压力下旋转或滑动的产品的钢，这种钢的成分分析结果如下，(％重量)C0．1-0．3Si ≤1．5Mn ≤0．60Cr 0．5-2．5Mo 0．3-1．0余量为Fe及杂质。
这种钢也不是最佳的，特别需要改进渗氮特性和硬化能力。
因此，本发明的目的在于提供一种渗氮钢，与已知渗氮钢相比，它具有更好的功能、加工及制造特性。
用符合本发明的钢达到了这一目的，该钢含(％重量)
C 0．1-0．20Si ≤0．50Mn 0．65-1．20Cr 1．50-4．00Mo 0．40-0．70Al ≤0．50余量为Fe及杂质。
按本发明生产了一种钢，该钢中Al的重量百分含量为0．10-0．50％。
根据本发明的一个优选的实施方案，该钢的成分分析如下，(％重量)C0．15-0．20Si 0．20-0．40Mn 0．75-1．00Cr 1．75-2．00Mo 0．50-0．60Al 0．010-0．10余量为Fe及杂质。
根据本发明的另一个优选的实施方案，该钢的成分分析如下，(％重量)C0．10-0．18Si 0．20-0．40Mn 0．75-1．00Cr 2．50-4．00Mo 0．50-0．65Al 0．10-0．35余量为Fe及杂质。
图1是分别表示42CrAlMo7钢和本发明的钢在510℃，12h／530℃，24h下等离子渗氮的结果的曲线图。
图2是分别表示钢41CrAlMo7和本发明的钢的可加工性的曲线图。
图3是表示本发明的钢在510℃，30h条件下气体渗氮和480℃，30h条件下等离子渗氮的结果的曲线图。
与已知渗氮钢相比，本发明钢的渗氮深度大为改善，并大大地改进了加工性能和制造性能。
与JP 50037629中已知的钢对比，本发明中渗氮钢的Cr和Mo含量较高，从而具有较强的渗氮能力和硬化能力。而且Al的含量低使制造性能提高了。
与JP 63062859中的钢不同，本发明的渗氮钢有较高的锰含量，从而具有较强的硬化能力。Mo含量的区间越小，该钢性能的再现性越好。与本发明的钢比较，JP 63062859中的钢不含任何添加量的Al，从而导致较差的渗氮特性、纯度和晶粒尺寸。
本发明的钢能够用已知的方法生产出来，这些方法是适于按本发明将主要、次要和残余合金元素的含量控制在制造渗氮钢的普通技术人员的技艺范围之内的。
按图1中的曲线，硬度HV被描述为距表面距离(mm)的函数，就与本发明钢对比的42CrMo4而言，其成分如下C 0．15-0．18Si 0．20-0．40Mn 0．75-1．00Cr 1．75-2．00Mo 0．50-0．60Al 0．010-0．030余量为Fe及杂质。
这两种钢在510℃，12h／530℃，24h条件下经等离子渗氮。
由图中结果可知，本发明钢邻近表面处的硬度较大，而且渗氮深度较大。
图2为V-T曲线图，其中描绘了按ISO3685切削硬金属的标准切削硬度的280HB的经淬火和退火的材料的工具寿命T(用分钟表示)和切削速度V(用米／分钟表示)的关系曲线。将成分如下的41CrAlMo7钢与本发明钢进行对比。
C0．15-0．18Si 0．20-0．40Mn 0．75-1．00Cr 1．75-2．00Mo 0．50-0．60Al 0．010-0．030余量为Fe及杂质。
该曲线表明用本发明的钢大幅度提高了寿命。当切削速度为200m／min时，该钢的工具寿命比上述参比钢的寿命至少长2倍。
图3中的曲线类似于图1说明的形式，成分如下的稍经修改的钢的硬度(HV)是距表面距离(mm)的函数，C0．16Si 0．24Mn 0．76Cr 3．90Mo 0．60Al 0．31余量为Fe及杂质。
该钢分别在510℃，30h下气体渗氮和在480℃，30h下等离子渗氮。
由该曲线中所述的结果可知，在邻近表面处获得了甚至比图1中所述的本发明的钢高的硬度。较高的硬度是因为较高含量的Al和Cr的效果。但是，高含量的Al导致了比图2中的OVAKO225A钢差的切削性能。与图3中的钢相应的V-T曲线将落在图2中说明的两种钢之间。
权利要求
1．渗氮钢，尤其适用于制造易磨损的结构件，它具有以下组成，(％重量)C0．10-0．20Si ≤0．50Mn 0．65-1．20Cr 1．50-4．00Mo 0．40-0．70Al ≤0．50余量为Fe及杂质。
2．根据权利要求1的钢，它的Al含量为0．10-0．50％(％重量)。
3．根据权利要求1或2的钢，它具有以下组成(％重量)C0．15-0．20Si 0．20-0．40Mn 0．75-1．00Cr 1．50-2．50Mo 0．50-0．65Al 0．010-0．10余量为Fe及杂质。
4．根据权利要求1或2的钢，它具有以下组成(％重量)C0．10-0．18Si 0．20-0．40Mn 0．75-1．00Cr 2．50-4．00Mo 0．50-0．65Al 0．10-0．35余量为Fe及杂质。
全文摘要
渗氮钢,尤其适用于制造易磨损的结构件的钢,它具有以下组成(%重量):C0.10—0.20,Si≤0.50,Mn0.65—1.20,Cr1.50—4.00,Mo0.40—0.70,Al≤0.50,余量为Fe及杂质。
文档编号C22C38/22GK1204697SQ9810874
公开日1999年1月13日 申请日期1998年4月29日 优先权日1998年4月29日
发明者R·R·勒潘恩 申请人:奥瓦科钢铁股份公司