[发明专利]一种中碳Cr合金化连杆用钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于合金钢技术领域，具体地讲，本发明涉及一种中碳Cr合金化连杆用钢及其制造方法。

背景技术

连杆是发动机的重要零部件，随着发动机行业的飞速发展，连杆的产销量增速明显。连杆在机体中做复杂的平面运动，在工作过程中承受着很高的周期性冲击力、惯性力和弯曲力，其质量直接影响到发动机的性能。目前连杆用钢有调质和非调质两种，通常小功率的发动机采用碳素调质钢，大功率的发动机采用合金调质钢。国内连杆生产常用的非调质钢主要有35MnVS、C70S6、SVdH20S1、S45CVMn等。“小体积、大功率、低油耗”的高性能发动机对连杆提出更高、更新的要求，强度、刚度要高，并要具有较高的韧性、纯净度和疲劳性能。

目前已有的连杆用钢专利大都针对连杆用非调质钢，在原料成本日益增加的今天，连杆用非调质钢的生产成本较大，而且P、S含量较高，对生产工艺的控制较困难，生产难度大，并且非调质钢的强韧性匹配问题较难解决，硫化物含量及形态控制较难，因此，开发经济、实用的连杆用钢具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术的连杆用钢存在的夹杂物多、强韧性匹配差等问题，本发明提供了一种中碳Cr合金化连杆用钢及其制造方法。

根据本发明的一方面，提供了一种中碳Cr合金化连杆用钢的制造方法，所述制造方法包括如下步骤：采用电炉冶炼，控制冶炼终点的[C]≥0.20％和[P]≤0.015％，钢水的出钢温度控制在1620℃～1680℃的范围内，在出钢过程中，加入高锰、高铬合金以将Mn含量控制在0.5wt％～0.65wt％，将Cr含量控制在0.80wt％～0.95wt％，按0.5～1Kg/t钢的量添加钢芯铝，按10～12kg/t钢的量添加合成渣；采用LF炉进行炉外精炼，精炼过程保持白渣，控制精炼渣的碱度＞3.0，并且加入高锰合金和高铬合金以将钢水中的Mn、Cr含量控制在预定的成分范围内，按照2～3.5m/t钢的量喂入铝线，按照1.5～2.5m/t钢的量喂入钙线，精炼后进行真空处理，真空度小于67Pa，保持时间≥15分钟，然后执行软吹氩操作，软吹时间≥15分钟；采用连铸浇注铸坯，连铸中采用结晶器电磁搅拌和末端电磁搅拌，采用长水口、浸入式水口保护浇铸，控制中间包的温度为1515～1530℃；对连铸坯进行缓冷后轧制，轧制压缩比≥10，加热炉的均热温度为1150℃～1200℃，加热时间≥2.5小时，开轧温度为1080℃～1120℃，终轧温度为850℃～1000℃，从而制得所述中碳Cr合金化连杆用钢。

根据本发明的一方面，冶炼原料为铁水+废钢，且铁水的质量占原料总质量的40％以上。

根据本发明的一方面，在浇注过程中，将小坯型的拉钢速度控制在0.9m/min～1.25m/min，将大坯型的拉钢速度控制在0.55m/min～0.75m/min。

根据本发明的一方面，结晶器电磁搅拌的设定参数为200～250A/3Hz，末端电磁搅拌的设定参数为100～150A/12Hz。

根据本发明的另一方面，提供了一种中碳Cr合金化连杆用钢，所述中碳Cr合金化连杆用钢的化学成分按质量百分比计为：0.38％～0.42％的C、0.17％～0.37％的Si、0.65％～0.80％的Mn、0.95％～1.10％的Cr、少于等于0.025％的P、少于等于0.025％的S、不少于0.020％的Al，其余为Fe和不可避免的杂质。可以通过上述方法制得所述中碳Cr合金化连杆用钢。

根据本发明的另一方面，优选的，所述中碳Cr合金化连杆用钢的化学成分按质量百分比计为：0.38％～0.42％的C、0.20％～0.30％的Si、0.65％～0.75％的Mn、0.95％～1.05％的Cr、少于等于0.020％的P、少于等于0.025％的S、0.020％～0.060％的Al，其余为Fe和不可避免的杂质。

根据本发明，通过添加适量的合金元素Mn、Cr和Al，提高了钢材的强度、韧性，并且细化了晶粒、优化了材料的组织和性能。另外，根据本发明，通过合理的工艺设计和严格的生产过程控制，提高了钢材的纯净度，减少了夹杂物含量，使生产的连杆钢具有优良的综合性能和疲劳寿命。

具体实施方式