[发明专利]一种耐腐蚀的铰链

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐腐蚀的铰链，属于合金材料加工技术领域。

背景技术

钢铁应用于工业生产和生活中的各个方面，在人类的生活和工作中有着十分重要的作用，是科技发展的基础，但钢铁在大气中易锈蚀且锈蚀过程相当复杂，对工业生产及人们的生活产生不同程度的不利影响，带来不必要的经济损失。在我国，据中国工业和自然环境腐蚀调查项目组2008年调查结果显示，由腐蚀造成的直接经济损失达2300亿元，间接经济损失为5000～6000亿元，相当于当年我国国民生产总值的5％。因此，研究防止钢铁腐蚀的方法就变得很重要。

铰链又称合页是用来连接两个固体并允许两者之间做相对转动的机械装置。铰链可由可移动的组件构成，或者由可折叠的材料构成。现有技术中的铰链一般采用普通合金钢通过普通的成型工艺制成，其性能较为一般，尤其是强度和耐腐蚀性较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种同时具有较高耐腐蚀性和机械性能的铰链。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种耐腐蚀的铰链，所述的耐腐蚀的铰链由合金钢制成，所述合金钢的组成元素及其质量百分比为：C：0.10-0.15％、Cr：1.4-1.6％、Si：0.14-0.20％、Mn：0.8-1.15％、Al：0.03-0.05％、N：0.008-0.015％、Ti：0.12-0.22％、S：0.005-0.022％、V：0.08-0.15％、P≤0.015％，余量为Fe及不可避免的杂质。

本发明耐腐蚀的铰链的合金钢中降低了碳含量，提高了铬含量，通过各元素之间产生的协同作用提高铰链的综合性能。在本发明铰链的合金钢中若碳含量过低，在加工中的深冷处理会严重影响强度和硬度，若碳含量过高，塑性低，还会影响后续的成型及电镀过程中的性能，造成开裂等问题。为了避免在渗层中发生内氧化形成“黑色网状组织”缺陷，本发明铰链合金钢中Si含量要求控制在0.20％以下。当加入0.14-0.20％Si可以提高铰链的强度，若Si含量低于0.14％，则会影响铰链的屈服强度。尽管Mn是固溶强化元素，但在本发明铰链合金钢中，若锰含量大于1.15％，则会大幅度降低铰链的塑性和韧性。铬元素与碳元素可产生协同作用，形成多种碳化物，随着铬元素含量的增加，碳化物的数量也在不断的增加。在铰链中加入高含量的铬元素，不仅能改变铰链中碳化物弥散分布形态，获得以Cr₂₃C₆和Cr₇C₃为主的碳化物，使其弥散分布于奥氏基体上，还能提高铰链的耐磨性、硬度、强度。而且铬元素的加入能提高钢材的淬透性以及钢材的抗氧化性能。本发明铰链合金钢中高含量的铬元素可使钢材具有良好的高温抗氧化和耐氧化性介质腐蚀的作用。这些都是一般低铬含量合金无法实现的。但当铬元素的含量超过1.6％时，会导致铰链的韧性和塑性降低。Ti在铰链的铰链中可提高钢的强度与韧性，特别是可以与铝一起固氮，消除钢中多余的氮元素造成的危害。铝是最基本、最有效的细化晶粒元素，在钢中主要以AlN形式存在。AlN主要分布于晶界，起到钉扎晶界阻止晶粒长大的作用。当合金钢中铝含量较高，但氮含量较低时，则不能形成足够的AlN使其均匀的分布于奥氏体晶界。AlN数量较少必然导致其分布较多的位置钉扎晶界作用明显，较少的位置则不能钉扎晶界阻止奥氏体晶粒的长大，这也是产生混晶，即晶粒局部异常长大的主要原因。经不断试验发现，在本发明铰链合金钢中铝含量为0.03-0.05％时，控制Al/N≥3能够保证在在后续的热处理时不发生混晶现象。本发明铰链合金钢中加入0.08-0.15％V细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒不仅是强化合物形成元素，还是钢材优良的脱氧剂，能与碳的结合，形成高熔点、高硬度、高弥散度且稳定的VC碳化物，且0.12-0.22％Ti、0.08-0.15％V与0.8-1.15％Mn起协同作用，共同提高钢的强度和硬度，其原因在于Ti、V与Mn配合使用不仅可以细化晶粒，还可以得到更高体积分数的弥散分布析出颗粒，同时起到细晶强化和弥散强化的作用，还可以提高铰链的强度、韧性以及抗腐蚀能力。一般的合金钢中，硫、磷等杂质元素的非金属夹杂会破坏钢的基体连续性，在静载荷和动载荷的作用下，往往成为裂纹的起点，影响合金钢的性能，但是本发明为了提高铰链切削性，需要添加一定的硫含量。

本发明还提供一种耐腐蚀的铰链的加工工艺，所述的加工工艺包括如下步骤：

原料炼钢：按耐腐蚀的铰链所用合金钢的组成元素及质量百分比配料，将原料熔炼成钢水，钢水经真空冶炼、浇注、轧制成钢板，并将钢板加工成型，得铰链坯件；