[发明专利]一种直接切削用非调质圆钢及其制造载重汽车销轴的方法

说明书

本发明公开一种直接切削用非调质圆钢及其制造载重汽车销轴的方法，非调质圆钢，按质量百分含量包括：C：0.43～0.47%、Si：0.40～0.60%、Mn：1.30～1.45%、P≤0.025%、S：0.035～0.055%、Cr：0.15～0.30%、Ni≤0.30%、Mo≤0.05%、Nb≤0.030%、V：0.08%～0.15%、Ti≤0.025%、Al：0.010～0.035%、Cu≤0.20%、Sn≤0.03%、N：90～180ppm、H≤2.0ppm、O≤15ppm；余量为Fe及不可避免杂质。本发明通过严格控制材料化学成分的含量，使得所述圆钢显微组织具有均匀分布的铁素体和珠光体，晶粒细小均匀；其制作的载重汽车销轴的切削加工性能和耐磨性强。

技术领域：

本发明属于微合金钢技术和金属材料加工应用领域，具体涉及一种直接切削用非调质圆钢及其制造载重汽车销轴的方法。

背景技术：

在汽车制造工业中，有许多零件采用中碳钢、中碳合金钢等经正火、调质、淬火、回火处理制造。目前载重汽车转向节销轴大多使用调质合金钢42CrMo和40Cr等制造，使用42CrMo和40Cr采用正火+调质+感应淬火＋回火的工艺保证零件心部的韧性和表面的硬度。在机械性能由正火、调质、表面感应淬火等热处理工艺来保证的前提下，不仅零件的开裂、变形不可避免，加工精度和装配精度得不到强有力的保证，而且截面的性能不均匀，往往使转向节销轴在服役过程中在其薄弱环节部位发生早期失效；同时热处理需要耗费大量的能源，生产周期长、生产成本高，亟待新材料替代以降低成本，提高生产效率。

发明内容：

本发明提出一种直接切削用非调质圆钢及其制造载重汽车销轴的方法，通过材料化学成分的优化和收窄，依靠微合金复合化技术及控制轧制和控制冷却等工艺，解决目前制造的载重汽车转向节销轴材料力学性能不佳、制造成本高、耗费能源大等技术问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种直接切削用非调质圆钢，所述非调质圆钢的组分按质量百分含量包括：C：0.43～0.47%、Si：0.40～0.60%、Mn：1.30～1.45%、P≤0.025%、S：0.035～0.055%、Cr：0.15～0.30%、Ni≤0.30%、Mo≤0.05%、Nb≤0.030%、V：0.08%～0.15%、Ti≤0.025%、Al：0.010～0.035%、Cu ≤0.20%、Sn≤0.03%；气体含量N：90～180ppm、H≤2.0ppm、O≤15ppm；余量为Fe及不可避免的杂质。

进一步的，所述非调质圆钢的组分按质量百分含量包括：C：0.45%；Si：0.44%；Mn：1.35%；P：0.011%；S：0.035%；Cr：0.18%；V：0.10%；Al：0.020%；Nb：0.025%；Ti：0.015%，Ni：0.10%；Mo：0.05%；Sn：0.005%；Cu：0.03%；气体含量N：117ppm，O：13ppm，H：1.2ppm；其余为Fe和不可避免的杂质。

一种直接切削用非调质圆钢的制备方法，包括如下步骤：铁水脱硫、经转炉炼制钢水、钢水经LF炉精炼、钢水经RH炉真空脱气、连铸成钢坯、钢坯经步进式加热炉加热、钢坯控轧控冷制得规格圆钢。

进一步的，钢水经LF炉精炼时依次加入FeSi、MnSi、C粉、高碳FeMn、高Cr、VFe、NbFe、Ni板，以达到熔炼成分质量百分比含量Nb：0.025％；Mn：1.35%的目标。

进一步的，钢水经RH炉真空脱气处理后立即喂入钛线、氮硅线和硫线，氮硅线喂入时调整搅拌强度，保证喂氮化硅时钢水流动，提高钢水N收的率，以达到熔炼成分质量百分比含量Ti:0.015％；N:120ppm；S:0.035%的目标。

进一步的，所述钢坯经步进式加热炉加热规范为：预热段＜900℃，加热段950~1020℃，均热段1080~1120℃，加热时间＞8小时。