[发明专利]改良的42CrMo钢和使用该钢加工转向节的方法

说明书

技术领域

本发明涉及转向节加工技术领域，特别是涉及一种改良的42CrMo钢和使用该钢加工转向节的方法。

背景技术

转向节是汽车转向桥中的重要零件之一，能够使汽车稳定行驶并灵敏传递行驶方向。在汽车行驶状态下，它承受着多变的冲击载荷，因此，对转向节的机械性能要求很高。国内对转向节的机械性能要求为：抗拉强度880-1030N/mm、热处理硬度HB269-314。欧洲对转向节的机械性能要求高于国内的标准，具体为：屈服强度>825N/mm，抗拉强度1030-1180N/mm，热处理硬度HB304-350，冲击功（Aku）>40J，延伸率>11%，断面收缩率>42%，晶粒度≥5级。

目前国内生产转向节一般使用42CrMo钢，根据国家标准GB/T5216要求，其化学成分（质量百分数）为C：0.37%～0.44%；Si：0.17%～0.37%；Mn0.55%～0.9%；Cr0.85%～1.25%；Mo0.15%～0.25%，其淬透性带范围如下表所示。

钢材中非金属元素及合金元素含量的对钢材的淬透性起着至关重要的作用，进而影响到后期热处理的调质质量及淬火开裂废品率。其中Cr、Mo成分可以显著提高钢材的淬透性，提高强度，但是也有可能造成大批量淬火开裂，导致大量报废产品产生，此外会大大增加成本。根据试验，当C、S等非金属元素和某些强淬透性元素如Cr、Mo、Mn含量均较高时，淬透性值J30会趋于上限，产品容易开裂，裂纹长且深，使得开裂工件报废，因此使用42CrMo钢加工转向节时，废品率较高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种改良的42CrMo钢和使用该42CrMo钢加工转向节的方法，该钢材淬透性好，加工的转向节具有更好的机械性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种改良的42CrMo钢，其化学成分（质量百分数）为C：0.37%～0.43%；S：0.01%～0.030%；Si：0.15%～0.35%；Mn0.6%～0.9%；Cr0.95%～1.2%；Mo0.16%～0.25%，其余为Fe。

一种使用所述改良的42CrMo钢加工转向节的加工方法，其使用所述改良的42CrMo钢作为原料，锻造成型后在淬火炉中加热至830℃～840℃，保温2.5小时，经淬火介质冷却后进行回火处理，回火时先加热至570℃～580℃，保温3.5小时后快速冷却。

进一步的，淬火后，淬透性带宽（HRC）为：J5：52～60；J9：50～58；J15：47～55；J30：35～48。

本发明的有益效果是：对于改良后的42CrMo钢，通过对钢材成分、淬透性的双重因素制约，钢材质量稳定性得到大幅提升，通过调整钢材中非金属元素和强淬透性元素成分的范围，减小圆钢的淬透性波动，同时提高圆钢心部淬透性，有利于保证工件锻造后热处理质量。对于使用该42CrMo钢加工的转向节，其材料成本较低，价格约为3500～4500/吨；经过淬火处理后的机械性能与国标中42CrMo钢相比具有明显的优异性，其抗拉强度≥1080N/mm，屈服强度≥980N/mm，伸长率≥12%，断面收缩率≥45%，冲击功（Akv）≥80J；提高了调质金相组织稳定性，减少因为钢材淬透性波动引起的淬火开裂工件数量，降低了废品率；由于淬火温度更稳定，降低了淬火炉的故障率。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围限制于此。

本实施例的改良的42CrMo钢，其化学成分（质量百分数）为C：0.37%～0.43%；S：0.01%～0.030%；Si：0.15%～0.35%；Mn0.6%～0.9%；Cr0.95%～1.2%；Mo0.16%～0.25%，其余为Fe。

该钢材相比现有国标中的42CrMo钢（以及其他标准），非金属元素的含量居于国标下限，而强淬透性合金元素（Cr、Mo）的含量则居于国标上限，并且缩小了其范围。对于该材料的圆钢，其经过淬火后，淬透性带宽（HRC）为：J5：52～60；J9：50～58；J15：47～55；J30：35～48，淬火方法如下述转向节的淬火方法。与国标相比，在J5和J9处无明显差异，但是在J15和J30处淬透性本发明与国标相比明显缩小，尤其J30处，带宽远小于国标标准。