[发明专利]一种非调质钢电机轴及其加工方法

说明书

本发明提供一种非调质钢电机轴及其加工方法。本发明的非调质钢电机轴的加工方法，包括如下步骤：1)对非调质钢钢坯进行控温热压力加工和控速冷却，得到非调质钢圆钢；2)对所述非调质钢圆钢进行热处理，得到非调质钢电机轴；其中，所述控温热压力加工为控温轧制或控温锻造，所述控温轧制是将终轧温度控制为780‑850℃，所述控温锻造是将终锻温度控制为780‑850℃，所述控速冷却是将冷却速度控制为3‑5℃/s。本发明的非调质钢电机轴的强度和表面硬度高，整体承载和耐磨性能好。

技术领域

本发明涉及一种电机轴，具体涉及一种非调质钢电机轴及其加工方法。

背景技术

目前，新能源汽车电机轴主要采用调质40Cr和20CrMnTiH来保证心部的韧性和表面的强度；其中，调质40Cr主要采用调质及表面淬火工艺，而20CrMnTiH主要采用渗碳淬火及低温回火工艺。然而，调质处理、渗碳淬火及低温回火热处理需要耗费大量的能源和时间，从而提高了零件的生产周期和生产成本；此外，材料在渗碳淬火过程中容易产生变形等问题。

非调质钢是在中碳锰钢的基础上加入微合金化元素，该元素在加热过程中溶于奥氏体中并以细小的碳化物的氮化物形式在先析出的铁素体和珠光体中析出，析出物与母相保持共格关系，使钢强化。非调质钢的显微组织主要包括铁素体组织和珠光体组织，其力学性能主要取决于基体显微组织和析出相的强化，可区分为热锻用非调质钢、直接切削用非调质钢、冷作强化非调质钢和高韧性非调质钢。目前，国内非调质钢的抗拉强度通常为800-900Mpa，表面硬度通常为50-56HRC。

公开号为CN 104651753 A的专利公开了一种重型汽车平衡轴用非调质钢，该非调质钢按质量百分比计包括以下成分：C：0.20-0.35％，Si：0.20-0.45％，Mn：1.50-2.30％，P≤0.010％，S≤0.080％，Cr：0.30-0.70％，V：0.05-0.30％，Ni≤0.30％，Cu≤0.20％，Mo≤0.20％，Ti≤0.035％，Alt：0.010-0.040％，N：0.008-0.020％，O≤0.0015％，H≤0.00010％，Sn≤0.010％，Sb≤0.010％，As≤0.015％，Pb≤0.010％，其余为Fe。上述非调质钢的抗拉强度可达960-1000Mpa，屈服强度可达700-750Mpa，然而该材料的强度和表面硬度仍有待进一步提高。

发明内容

本发明提供一种非调质钢电机轴及其加工方法，该非调质钢电机轴的强度和表面硬度高，整体承载和耐磨性能好。

本发明提供一种非调质钢电机轴的加工方法，包括如下步骤：

1)对非调质钢钢坯进行控温热压力加工和控速冷却，得到非调质钢圆钢；

2)对所述非调质钢圆钢进行热处理，得到非调质钢电机轴；

其中，所述控温热压力加工为控温轧制或控温锻造，所述控温轧制是将终轧温度控制为780-850℃，所述控温锻造是将终锻温度控制为780-850℃，所述控速冷却是将冷却速度控制为3-5℃/s。

本发明的加工方法通过在线控温控冷实现对材料的强化，区别于传统非调质钢加工方法在热压力加工过程中无需进行过多控制，本发明非调质钢电机轴的加工方法对热压力加工的终轧/终锻温度和热压力加工后的冷却速度的控制要求较为严格；具体地，本发明将终轧/终锻温度控制在780-850℃，可将材料的奥氏体晶粒度控制在8级左右，实现良好的细晶强化作用；此外，本发明将热压力加工后的冷速控制在3-5℃/s，可在抑制共析铁素体析出的同时显著细化组织，同时还可确保微合金元素的碳氮化物在冷却过程中以弥散的析出，提高了非调质钢电机轴的强度和韧性，确保了电机轴心部的硬度，保证了电机轴的整体承载性能。