冷轧钢板及其制造方法_4

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化物过量存在于截面方向中央部,则在将冷轧钢板用作离合器片时不优选。因 此,优选钢板的截面方向中央部、自钢板表面起深度大于200 ym的层的含有Nb、V以及Ti 中的任一种元素的碳化物的平均粒径与表层部同样地为20nm以上且IOOnm以下。
[0114] 需要说明的是,作为形成硬质碳化物的元素,除Nb、V以及Ti以外,可以进一步添 加 W(钨)、Ta(钽)、Zr (锆)以及Hf (铪)。
[0115] 接着,对本发明的制造方法进行说明。
[0116] 首先,熔炼如下化学成分的钢坯:含有0. 03~0. 12%的C、0~1. 0%的Si (包括 无添加)、0. 2~0. 8 %的Μη、0. 03 %以下的P (不包括无添加)、0. 03 %以下的S (不包括无 添加)、0. 03~0.4%的Nb以及0.05%以下的Al (不包括无添加),余量由Fe和不可避免 的杂质构成,且满足(1)式所示的关系。
[0117] 需要说明的是,在含有V而不含Nb的情况下,熔炼如下化学成分的钢坯:含有 0· 03~0· 12%的C、0~L 0%的Si (包括无添加)、0· 2~0· 8%的Μη、0· 03%以下的P (不包 括无添加)、0. 03 %以下的S (不包括无添加)、0. 03~0. 3 %的V以及0. 05 %以下的Al (不 包括无添加),余量由Fe和不可避免的杂质构成,且满足(1)式所示的关系。
[0118] 另外,在复合含有Nb、V以及Ti中的两种以上的情况下,熔炼如下化学成分的钢 坯:以满足(1)式所示的关系的方式含有0.03~0. 12%的C、0~1.0%的Si (包括无添 加)、0. 2~0. 8%的Μη、0. 03%以下的P (不包括无添加)、0. 03%以下的S (不包括无添加) 以及0. 05%以下的Al (不包括无添加),同时以满足(2)式所示的关系的方式含有0. 01~ 0. 4%的Nb、0. 01~0. 3%的V以及0. 01~0. 3%的Ti中的两种以上,余量由Fe和不可避 免的杂质构成。
[0119] 此外,在含有Cr、Ni、Mo以及B中的至少一种的情况下,熔炼如下化学成分的钢 坯:在上述各化学成分的基础上,以满足(3)式所示的关系的方式含有0. 10~2. 0%的Cr、 0· 05~0· 5%的Ni、0. 05~0· 5%的Mo以及0· 0002~0· 002%的B中的至少一种。
[0120] 将该钢坯加热至1200°C以上后,进行热轧。需要说明的是,加热温度低于1200°C 时,碳化物的固溶化有可能不充分。
[0121] 热轧中,从热轧钢板的品质以及热轧效率等观点出发,优选将热轧终轧温度调节 为比ArJg变点高的温度。即,终轧温度设定为850°C以上且950°C以下,在卷取温度为 500°C以上且700°C以下的温度范围内进行卷取,将所得到的热轧卷材作为原材料。需要说 明的是,卷取温度低于500°C时,碳化物的析出量减少。另一方面,卷取温度超过700°C时, 钢板的表面脱碳变得显著,最表层部的碳化物的析出量减少,并且析出的碳化物的粒径减 小。另外,从终轧温度到卷取温度以低于20°C /秒的平均冷却速度进行缓慢冷却时,析出的 碳化物发生粗大化,因此平均冷却速度优选为20°C /秒以上。
[0122] 热轧钢板通过酸洗处理除去表面的氧化皮后,进行冷轧而成为产品。具体而言,为 了得到作为离合器片、特别是分离片用的钢板所需的200HV以上且400HV以下的硬度,需要 以20%以上且70%以下的冷轧率进行冷轧。需要说明的是,硬度的调节通过调节轧制率来 进行。
[0123] 在此,从冲裁性的观点出发,要求摩擦片具有200HV以上且400HV以下的硬度和平 坦性,因此对热轧钢板进行冷轧而制造产品。为了确保平坦度,优选在20%以上且70%以 下的范围内调节冷轧率。另外,硬度小于200HV时,冲裁品的塌边和毛边变大,产生二次剪 切面,花键部的性状变差。另一方面,硬度超过400HV时,冲裁模具的磨损、损伤增大,并且 在冲裁面不形成剪切面,作为花键部的形状不优选。
[0124] 另外,可以根据需要对热轧钢板直接进行退火或者以中间退火的方式对冷轧钢板 进行退火。任一种情况下都优选在退火后实施冷轧。另外,在冷轧工序中进行中间退火的 情况下,可以考虑产品板厚和冷轧加工率适当地选择合适的退火条件。但是,不优选产生表 面脱碳这样的退火条件。
[0125] 并且,根据上述冷轧钢板,由于基于上述第1对策至第4对策对化学成分进行了限 制,并且使析出的Nb系碳化物、V系碳化物、Ti系碳化物的平均粒径为20nm以上且IOOnm 以下,因此能够提高耐过热点性以及耐磨损性。
[0126] 即,在现有技术中,为了提高耐过热点性,需要减少合金元素的添加量,另一方面, 为了提高耐磨损性,需要添加必要的合金元素来提高强度,因此无法均衡地提高耐过热点 性以及耐磨损性,但利用上述冷轧钢板,能够均衡地提高耐过热点性以及耐磨损性。因此, 适合作为离合器片等用的材料。
[0127] 需要说明的是,上述冷轧钢板不仅适合用于湿式多片离合器用的分离片,还适合 用于摩擦片、干式离合器用片。
[0128] 实施例
[0129] 以下,对本实施例及比较例进行说明。
[0130] 首先,熔炼表1所示的化学成分的钢坯。需要说明的是,表1中,在不含有Cr、Ni、 Mo以及B中的至少一种的情况下,将(1)式的左边的值以Q值示出;在含有Cr、Ni、Mo以及 B中的至少一种的情况下,将(3)式的左边的值以Q值示出。
[0131] [表 1]
[0132]
[0133] 使用各钢坯,在表2所示的条件下进行热轧和冷轧来制作各供试材料。
[0134] 热轧中,使加热温度为1250 °C,卷取温度设定为450 °C、520 °C、570 °C、600 °C、 630 °C以及725 °C中的任一个温度。
[0135] 另外,对热轧钢板进行盐酸酸洗之后,以各种冷轧率终轧至板厚为1. 8_。需要说 明的是,冷轧后的时刻的截面硬度以250HV作为目标。需要说明的是,对于本实施例中的两 种,将热轧钢板在690°C下退火后进行冷轧。
[0136] 对于这些各供试材料,进行了热导率的测定、截面硬度的测定、析出的碳化物(Nb 碳化物(NbC)、V碳化物(VC或V4C3,以下记作VC)以及Ti碳化物(TiC))的平均粒径测定 以及截面组织中的硬质组织的体积率的测定。
[0137] 进一步,从各供试材料裁取试验片,进行了冲裁试验、销盘式摩擦磨损试验以及耐 过热点性试验。
[0138] 在热导率测定中,使用激光闪光法,测定了 100~200°C下的热导率。并且,将测定 出的热导率为50W/m · K以上的情况作为良好评价,在表2中记作〇。
[0139] 在截面硬度测定中,切下各供试材料的一部分,埋入树脂中进行研磨后,测定截面 的板厚中心部的维氏硬度。需要说明的是,测定负荷设定为50gf。
[0140] 在表层的碳化物的平均粒径测定中,切断各供试材料的一部分,以冷轧钢板的一 个表面作为观察面的方式埋入树脂中。然后,以距冷轧钢板的表面在板厚方向上深度为 50~150 μ m的位置作为观察面的方式,与冷轧钢板的表面平行地进行研磨,蚀刻后,制作 提取复型,进行析出物的观察。单独添加了 Nb、V以及Ti之中的Nb的试样对NbC进行观 察,单独添加了 V的试样对VC进行观察,单独添加了 Ti的试样对TiC进行观察,复合添加的 试样对NbC、VC以及TiC之中的相应的析出物进行观察。观察使用透射电子显微镜(TEM), 利用图像分析装置将析出物的大小进行圆换算,计算出析出物各自的直径。需要说明的是, 拍摄倍率设定为5万倍,对10个视野进行观察。并且,用计算出的析出物的粒径的总和除 以析出物的个数,作为平均粒径。关于如此测定的各供试材料的析出物的平均粒径,在表2 中,将平均粒径小于20nm的情况作为A、将平均粒径为20~IOOnm的情况作为B、将平均粒 径超过IOOnm的情况作为C 0
[0141] 在冲裁试验中,使用300kN万能试验机从各试验片冲裁出厚度为1.8_且直径为 IOmm的圆形孔。作为冲裁模具,冲头、冲模均使用调质为60HRC的主要用于冷作模具的JIS 标准的SKD11。试验条件设定成冲裁加工速度为1.7mm/秒、间隙为5%。回收冲裁冲次数 为20~30冲次的冲裁加工品,对剪切面的塌边量、剪切面率进行评价。具体而言,针对原 材钢板的轧制方向和其直角方向,测定各指标并计算出平均值。另外,合格与否的阈值分别 设定为〇. 2mm、70%。并且,将对于各指标全部满足阈值的情况作为良好评价,在表2中记作 〇。
[0142] 在销盘式摩擦磨损试验中,使用销盘式摩擦磨损试验机,一边滴加变速箱油,一边 进行磨损试验。具体而言,销为厚度I. 8mm、10_X 2mm的矩形板状,以与盘的接触面为厚度 1.8mmX2mm的方式固定于试样支架。另外,盘在粘贴有无纺布(磨具)并涂布了含有粒径 为0.1 ym的氧化铝的糊剂的状态下以50N的试验负荷对销进行按压,同时在摩擦速度为 L 0m/秒、摩擦距离为3600m的条件下进行磨损试验。并且,将摩擦试验前的销的摩擦面的 粗糙度调节为Ra = 0. 2 μ m,将摩擦试验后的销的摩擦面的粗糙度为Ra = 0. 1 μ m以上的情 况作为良好评价,在表2中记
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