[发明专利]一种稀土元素汽车支架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，特别涉及一种稀土元素汽车支架钢材料的制造工艺。

 

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稀土元素汽车支架钢材料的制造工艺。

本发明采用如下技术方案：

稀土元素汽车支架钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.35-0.4%、硅0.4-0.5%、锰0.2-0.5%、铬0.45-0.55%、钼0.65-0.70%、镍0.02-0.03%、镧0.1-0.2%、铈0.2-0.3%、镨0.02-0.03%、钕0.01-0.02%、铌0.03-0.04%、钛0.016-0.018%、铪0.045-0.050%、锆0.02-0.04%、硫0.02-0.25%、磷≤0.01%，余量为铁。

稀土元素汽车支架钢材料的制造工艺，包括以下步骤：

（1）合金块的制作：将铬铁与废铁按4-6：1比例投入真空感应炉中熔化，再加入生铁，作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧；然后依次加入镧、铈、镨、钕、铌、钛、铪和锆合金元素合金化，所述的镧、铈合金元素加入量为其配方中各自质量百分比的3/4，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，然后向其中加入剩余量的镧、铈合金元素，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 1450-1570℃精炼30-40min，保温18-25min后取样，分析成分后，调整成分，熔化30-40min，铸造成型，出钢温度为1250-1480℃；

（3）锻造及热处理：对步骤（2）中的成型件进行锻造，开锻温度≥950℃，终锻温度≥820℃，锻造变形量≥32%，锻造后缓慢冷却到室温再退火，退火温度 550-600℃，保温时间3-4h；然后进行淬火处理，淬火温度750-820℃，回火温度450-580℃，回火时间45-55min。

本发明的有益效果：

本发明先制成合金块再通过熔化并加入合金元素制成铸件，以达到提高超高强度合金钢锻件的韧性，减少超高强度合金钢锻件疲劳强度/抗拉强度比值的下降程度，本发明的钢材料中通过加入稀土元素，形成的合金材料具有较好的综合力学性能，不仅具有强度和硬度高的特点，而且韧性、可塑性好。

 

具体实施方式

实施例1：稀土元素汽车支架钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.35-0.4%、硅0.4-0.5%、锰0.2-0.5%、铬0.45-0.55%、钼0.65-0.70%、镍0.02-0.03%、镧0.1-0.2%、铈0.2-0.3%、镨0.02-0.03%、钕0.01-0.02%、铌0.03-0.04%、钛0.016-0.018%、铪0.045-0.050%、锆0.02-0.04%、硫0.02-0.25%、磷≤0.01%，余量为铁。

稀土元素汽车支架钢材料的制造工艺，包括以下步骤：

（1）合金块的制作：将铬铁与废铁按4-6：1比例投入真空感应炉中熔化，再加入生铁，作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧；然后依次加入镧、铈、镨、钕、铌、钛、铪和锆合金元素合金化，所述的镧、铈合金元素加入量为其配方中各自质量百分比的3/4，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，然后向其中加入剩余量的镧、铈合金元素，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 1450-1570℃精炼30-40min，保温18-25min后取样，分析成分后，调整成分，熔化30-40min，铸造成型，出钢温度为1250-1480℃；