[发明专利]一种低成本高纯净度汽车轮毂用中碳轴承钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车用钢及其生产方法，尤其是汽车轮毂用中碳轴承钢的方法。

背景技术

汽车轮毂轴承是汽车底盘系统的重要部件之一，其品质直接关系到汽车的安全性、稳定性及可靠性。传统的汽车轮毂轴承结构是两套轴承，要求汽车装配工人自行选配游隙，填装润滑脂，常造成游隙调整不准，润滑脂易受污染等问题。第一代轮毂轴承单元将两套轴承设计成一套轴承，调整好游隙，装好润滑脂，降低了加工、装配成本。传统的汽车轮毂轴承和第一代轮毂轴承单元都采用高碳铬轴承钢生产。第二代(第三代)汽车轮毂轴承单元是在第一代汽车轮毂轴承单元的基础上，将轴承外圈与法兰盘集成为一体。考虑到法兰盘将承受一定的冲击载荷和扭转载荷，耐磨性较差的低碳钢不适用汽车轮毂，而耐磨性能较好的高碳铬轴承钢，抗冲击和扭转性能较差，因此将带法兰盘的内、外圈改用中碳钢生产。与滚子接触的内侧采用高频感应淬火，提高其硬度和耐磨性。

简而言之，生产汽车轮毂的中碳轴承钢不但需要有一定的抗冲击和抗扭转性能，与其它轴承钢一样，还需要有高的耐磨性和长寿命。

以往带法兰盘的内、外圈，采用G4051S55C钢生产，1993年的JIS(日本钢铁标准)提供的S55C化学成分见表1：

表1

 

 C  Si  Mn P S  Cr  Ni  CuNi+   Cr 0.52～      0.58  0.15～      0.35  0.60～      0.90  ≤        0.030≤        0.035      ≤0.20      ≤0.20      ≤0.30      ≤0.35

随着汽车制造商对轮毂材料的要求越来越高，表1提供的S55C钢成分存在如下问题：1、C、Mn的下限成分太低，当钢材的C、Mn成分都处在下限时，高频淬火后的硬度达不到HV700～800的零件要求，造成高频淬火后的滚道面上硬度低，影响其耐磨性能。2、S含量上限太高，造成硫化物含量高，影响其疲劳寿命。3、对以氧化物形式存在的O含量和Al含量未加以控制，导致钢中夹杂物含量高，降低了疲劳寿命。