[发明专利]一种耐磨低碳汽车用钢材料及其制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金钢及其制造方法，特别涉及一种耐磨低碳汽车用钢材料的制造工艺。

背景技术

    汽车的金属配套零件，不仅在结构强度与功能上有较高的要求，同时在机械加工上同样重要，这样的要求不仅是满足汽车使用上的基本条件，同时也是安全可靠延长使用寿命的保障。

现有技术中，生产汽车配件的钢材为普通的中低含量合金钢，因这些汽车金属配件在使用功能上一般是频繁的运动部件，磨损率很高，更换频繁，增加了维护成本；寻找到一种提高硬度和耐磨性能，同时零件表面耐热性能高的中低含量的合金钢就显的非常重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐磨低碳汽车用钢材料的制造工艺。

本发明采用如下技术方案：

耐磨低碳汽车用钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.15-0.20%、硅0.5-0.6%、锰0.13-0.15%、铬0.2-0.3%、钛0.25-0.46%、硼0.042-0.059%、硫0.023-0.027%、磷0.2-0.25%、余量为铁。

耐磨低碳汽车用钢材料的制造工艺，包括以下步骤：

（1）合金块的制作：将生铁与锰铁按 1：2.3-2.5比例投入真空感应炉中熔化，再加入废钢，作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧；然后依次加入碳和硅合金元素合金化，所述的碳和硅合金元素加入量为其配方中各自质量百分比的二分之一，熔化过程中采用精炼剂精炼、浇铸、铸后热处理等，冷却后制成钢坯；

（2）铸造：将步骤（1）的钢坯放入电弧炉中熔化至熔融状态，保温2-4h，然后向其中加入剩余量的碳和硅合金元素，搅拌均匀，保温20-30分钟，再向其中加入其它剩余组成合金元素，充分搅拌均匀，在 1530-1620℃精炼60-75min，保温25-35min后取样，分析成分后，调整成分，熔化15-20min，铸造成型，出钢温度为1250-1520℃；

（3）锻造及热处理：对步骤（2）中的成型件进行锻造，开锻温度≥1250℃，终锻温度≥780℃，锻造变形量≥35%，锻造后将铸件加热至 800℃后逐渐冷却至室温。

本发明的有益效果：

本发明的钢材料配方合理，采用低碳原则，在配方中添加铬、钛和硼合金钢元素，使得钢材料具有较好的综合力学性能，尤其具有强度和硬度高、耐磨性好，还保留了低碳自有的韧性，极大提高了低碳钢的机械性能；本发明的热处理工艺简单，效果好，降低金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工。

具体实施方式

实施例1：耐磨低碳汽车用钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.18%、硅0.55%、锰0.14%、铬0.25%、钛0.3%、硼0.05%、硫0.025%、磷0.22%、余量为铁。

耐磨低碳汽车用钢材料的制造工艺，包括以下步骤：

（1）合金块的制作：将生铁与锰铁按 1：2.4比例投入真空感应炉中熔化，再加入废钢，作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧；然后依次加入碳和硅合金元素合金化，所述的碳和硅合金元素加入量为其配方中各自质量百分比的二分之一，熔化过程中采用精炼剂精炼、浇铸、铸后热处理等，冷却后制成钢坯；

（2）铸造：将步骤（1）的钢坯放入电弧炉中熔化至熔融状态，保温2-4h，然后向其中加入剩余量的碳和硅合金元素，搅拌均匀，保温25分钟，再向其中加入其它剩余组成合金元素，充分搅拌均匀，在 1550℃精炼65min，保温30min后取样，分析成分后，调整成分，熔化18min，铸造成型，出钢温度为1500℃；

（3）锻造及热处理：对步骤（2）中的成型件进行锻造，开锻温度≥1250℃，终锻温度≥780℃，锻造变形量≥35%，锻造后将铸件加热至 800℃后逐渐冷却至室温。

本发明制造的的汽车配件试验数据：抗拉强度σb≥ 1145MPa；屈服强度σ0.2≥ 1180MPa ；延伸率 δ5(‰) ≥ 12；断面收缩率ψ(‰)≥ 24；室温冲击韧性αku(42℃)≥69J/cm²；低温冲击韧性σku(-40℃)≥ 32J/cm²；硬度HRC32-25；由此合金钢制作的汽车配件的抗拉强度和低温冲击等性能远好于高锰钢，汽车配件的使用寿命能大大提高。