[发明专利]高强度无磁不锈钢螺旋桨轴的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金类，具体涉及一种高强度无磁不锈钢螺旋桨轴的制造方法。

背景技术

现今江河、大海中航行舰船的推进装置螺旋桨轴的制造中，碳锰钢由于材料简单，价格低廉等因素占据很大比例，但是其力学性能中的强度指标不高，为了弥补这一缺点，在制造时需要桨轴直径，对金属的消耗量增大，锻造出的螺旋桨轴略显笨重，存在约束应力的问题同时也间接导致了成本的提高。而其他比较常用的低合金钢34CrNiMoA、38Cr2Ni2MoA，特种船专用的低磁钢18Mn12Cr18Ni2N等也因为一定程度上的缺陷导致所造出的螺旋桨轴没有办法同时兼顾强度以及耐腐蚀性等必要性能参数的要求，我国在螺旋桨轴的制造行业上存在一定的空白。

发明内容

    本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供一种高强度无磁不锈钢螺旋桨轴的制造方法，通过采用优质合金+原生态废钢炼成的00Cr18Mn14Ni2N高强度无磁不锈钢来作为螺旋桨轴的制造材料。

    本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种高强度无磁不锈钢螺旋桨轴的制造方法，其特征在于该方法的步骤如下：

（a）         使用金属锰铁、微碳铬铁、0#镍板和原生态废钢作为炼制00Cr18Mn14Ni2N优质合金钢的制造原料，并对所述原料使用稀酸清洗，再用清水洗涤并烘干；清洗炉膛和钢包，并在炼钢前先在钢炉内熔炼与所述00Cr18Mn14Ni2N钢种相接近的Cr、Ni钢，最后炼钢得到钢坯；

（b）        对步骤（a)所述的钢坯选用先进设备EF+AOD+ESR电弧炉精炼粑渣：产生一超低碳纯奥氏体无磁不锈钢，其组分为0.02≤C≤0.03，11.00≤Mn≤14.00，P≤0.025，S≤0.015，Si≤0.50，1.50≤Ni≤2.50，17.00≤Cr≤19.00，0.30≤N≤0.40，Mo≤0.50，0.50≤Cu≤1.00；H ≤1.6ppm、O≤16ppm；

（c）         对步骤（b)所生成的电渣锭整修表面出白或车光，清除缺陷；充分切除电渣锭头、锭尾；

（d）        对步骤（c)所生成的电渣锭加热并保温一定时间；对所述的电渣锭采用油压机进行高温锻造，二镦、二拔，再进入快锻机快速锻造成型；

（e）         对步骤（d)所生成的螺旋桨轴毛坯按毛坯图进行粗加工；

（f）          对步骤（e)所生成的螺旋桨轴毛坯件进行固溶热处理，保温充分固溶后校直，然后进行退火处理，之后通过低温锻造，冷作强化后进行精加工，并在所述的螺旋桨轴上打深孔；

（g）         对步骤（f)所生成的螺旋桨轴深孔进行精加工，并利用振动时效装置进行时效消除切削应力。

步骤（b）所述的元素优化组合为：0.025≤C≤0.030,13.50≤Mn≤14.00,P≤0.020,S≤0.010,0.30≤Si≤0.40，2.20≤Ni≤2.50，17.50≤Cr≤18.50，0.35≤N≤0.40，0.40≤Mo≤0.50,0.50≤Cu≤0.60,其中C、Mn、N取上限， Cr、Ni、Si取中上限、P、S取下限。

步骤（b）所述的EF熔炼氧化期加入自制的脱氧剂，所述的脱氧剂含量为0.30%≤C≤0.40%、16%≤Mn≤18%、8%≤Si≤9%、3.5%≤Al≤4% 、5%≤Ca≤5.5% ，其余为Fe；在氧化期后期多次粑渣，在还原期再次粑渣，清除非金属夹杂物。

步骤（d）所述的加热保温温度为1220-1250℃，所述的高温锻造温度为1210-1220℃，所述的快锻机快速成型。

步骤（f）所述的固溶热处理温度为1050℃±10℃，所述的退火处理温度为350℃±10℃，所述的精加工单边留2-3mm余量，所述的低温锻造温度为750～650℃。

步骤（g）所述的深孔精加工精镗内孔保证φ75±0.3车准外圆，保持平直度（全长）≤1.9mm。

所述的高强度无磁不锈钢螺旋桨轴性能抗拉强度≥850Mpa，屈服强度Rp0.2≥520MPa，延伸率A ≥35，断面收缩率Z≥45，冲击功Akv≥160J，导磁率μ≤1.005。

    本发明的优点是：采用00Cr18Mn14Ni2N作为高强度无磁不锈钢螺旋桨轴的材料，施以相特殊的锻制工艺，产品轴强度高，耐腐蚀，具有超低导磁率。

具体实施方式