[发明专利]一种非调质凸轮轴及用钢的制法和其细晶锻件的制法

说明书

本发明公开了一种非调质凸轮轴及用钢的制法和其细晶锻件的制法，所述凸轮轴用钢的制法包括将非调质钢材轧制为Φ40～Φ50的棒材，所述棒材经开轧、穿水冷却、精轧、穿水冷却和终轧，所述轧制加热温度为1150～1200℃，开轧温度为1110℃，精轧温度为860～900℃，终轧温度为830～860℃；所述凸轮轴用细晶锻件的制法包括下料、感应加热、预锻、终锻、切边、校直和控制冷却，所述感应加热温度为1050～1100℃，预锻温度为1000～1100℃，终锻温度为950～1000℃；本发明的凸轮轴锻件，有效细化了凸轮轴的晶粒度，提高了材料的强度、韧性和塑性，简化了生产工艺，获得良好的经济效益和环境效益。

技术领域

本发明涉及一种凸轮轴及制造方法，尤其涉及一种非调质凸轮轴及用钢的制造方法和其细晶锻件的制造方法。

背景技术

微合金非调质钢因其具有优异的加工性能、绿色节能的环境效益和较低的生产费而日趋广泛地应用于汽车锻件。汽车制动凸轮轴是鼓式制动系统中的主要部件，要承受较高的扭矩和驱动制动蹄制动力，要求凸轮轴具有良好的力学性能。制动凸轮轴采用微合金非调质钢制造，因其取消了调质处理具有节能减排等效果，且避免了调质处理时的淬火变形、开裂等问题，取得了良好的效益。但也因其取消了调质处理，与此同时对非调质钢凸轮轴锻件性能也提出了更高的要求，特别是有效的防止非调质钢凸轮轴锻件晶粒粗化，控制和细化非调质钢凸轮轴锻件晶粒，成为开发生产非调质钢凸轮轴锻件需要解决的问题。

发明内容

发明目的：本发明提出一种非调质凸轮轴，能够有效细化凸轮轴的晶粒度，提高材料的强度、韧性和塑性，有效提高凸轮轴的综合力学性能。

本发明的第二个目的是提出一种非调质凸轮轴用钢的制造方法；

本发明的第三个目的是提出一种基于上述非调质凸轮轴用钢制造细晶锻件的制造方法。

技术方案：本发明所述的非调质凸轮轴用钢的制法，包括开轧、穿水冷却、精轧、穿水冷却和终轧，将非调质钢材轧制为Φ40～Φ50的棒材；所述轧制加热温度为1150～1200℃，开轧温度为1110～1160℃，精轧温度为860～900℃，终轧温度为830～860℃。

其中，所述钢包含的化学元素百分比含量为C：0.446～0.475％，Si：0.424～0.434％，Mn：1.36～1.44％，P：0.015～0.025％，S：0.044～0.055％，Cr：0.066～0.084％，Ni：≤0.02％，Mo：0.004～0.005％，Al：0.015～0.018％，Cu：0.023～0.035％，V：0.073～0.076％，Ti：≤0.003％，Nb：0.001～0.002％，B：0.0006～0.0007％，N：0.0078～0.0085％，余量为Fe和杂质。

其中，所述终轧后所得棒材加热至1150℃以上保温15min，检验其奥氏体晶粒度；进一步的，所述奥氏体晶粒度细于5级；目的是为了确保凸轮轴在经过后续锻造工序后，凸轮轴过渡区依然具有较细的晶粒度。

具体而言，采用适宜的轧制加热温度，可以使材料中的微合金元素能够充分地固溶于奥氏体中，在轧制后冷却时以弥散、细小的颗粒状第二相的形式从基体中析出，在后续锻造加热时起到阻碍晶粒长大的作用，以此达到细化晶粒的作用。

本发明所述的利用上述凸轮轴用钢制造细晶锻件的方法，包括下料、感应加热、预锻、终锻、切边、校直和控制冷却。

其中，所述感应加热的温度设为1050～1100℃，采用适宜的加热温度，可以使轧制后材料中析出的微合金第二相能够充分地固溶于奥氏体中，从而达到弥散强化的目的；另一方面，采用适宜的加热温度可以确保凸轮轴过渡区具有较细的晶粒度。

其中，所述预锻温度为1000～1100℃。