[发明专利]满足余热淬火工艺的半轴用钢及其制造方法

说明书

本发明一种满足余热淬火工艺的半轴用钢，该钢材的化学成分按质量百分比分别为：C：0.37‑0.43；Si：0.18‑0.35；Mn：0.50‑0.80；P：≤0.020；S：0.020‑0.035；Cr：0.80‑1.00；Ti：0.010‑0.015，余量为Fe及其他不可避免的杂质。本发明还提供一种满足余热淬火工艺的半轴用钢的制造方法，包括包括转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、方坯连铸、坯料加热、轧制工序；所述坯料加热工序采用步进式加热炉，加热温度1050‑1200℃，加热时间120‑200min；所述轧制工序采用连轧机组轧制，开轧温度970‑1100℃。本发明所述的半轴用钢具有匹配半轴余热淬火工艺的淬透性、细晶组织和带状组织，完全满足半轴余热淬火工艺要求。本发明所述的半轴用钢具有良好的切削加工性能，有效提高半轴加工效率。

技术领域

本发明涉及一种钢材及其制造方法，尤其涉及一种满足余热淬火工艺的半轴用钢及其制造方法。

背景技术

半轴是汽车传动系统中的重要构件，服役过程中受交变载荷、冲击载荷和不规则脉动载荷等多重因素影响，是重要构件中失效频率最高的零件之一，对于原材料的质量要求也较高。近年来，伴随着汽车行业的快速发展，半轴的生产加工工艺也在不断转变，高效率、低成本、低能耗的楔横轧、余热淬火等工艺在半轴加工领域得到不断推广，由此带来的对于半轴用钢的特殊需求也在不断突显。余热淬火是指利用半轴热变形后的余温直接进行淬火的热处理工艺，具有节约能耗、减少材料热处理氧化烧损变形等优点，较常规炉式加热淬火生产的半轴具有更优异的力学性能和更高的淬透性。因此在半轴原材料选择方面，需考虑原材料淬透性、晶粒度、带状组织等指标与余热淬火工艺的匹配性，避免出现热处理开裂等问题，而目前半轴原材料多采用满足传统调质工艺的合金结构钢，钢材余热淬火工艺适应性不强、毛坯件缺陷比率较高等问题较为突出，而且采用现有原材料生产的半轴用钢切削性能较差，不利于半轴加工效率的提升。因此，开发满足余热淬火工艺且具有良好切削性能的半轴用钢尤为必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种满足余热淬火工艺的半轴用钢及制造方法，该钢材具有满足半轴余热淬火工艺所需的材料淬透性、晶粒度和带状组织，同时具有良好的切削加工性能，适合节能环保型半轴的生产。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种满足余热淬火工艺的半轴用钢，该钢材的化学成分按质量百分比分别为：C：0.37-0.43；Si：0.18-0.35；Mn：0.50-0.80；P：≤0.020；S：0.020-0.035；Cr：0.80-1.00；Ti：0.010-0.015，余量为Fe及其他不可避免的杂质。

上述的一种满足余热淬火工艺的半轴用钢，该钢材的化学成分按质量百分比优选为：C：0.38-0.42；Si：0.18-0.28；Mn：0.65-0.75；P：≤0.020；S：0.020-0.035；Cr：0.90-1.00；Ti：0.010-0.015，余量为Fe及其他不可避免的杂质。

一种满足余热淬火工艺的半轴用钢的制造方法，所述半轴用钢中化学成分的质量百分比分别为：C：0.37-0.43，优选0.38-0.42；Si：0.18-0.35，优选0.18-0.28；Mn：0.50-0.80，优选0.65-0.75；P≤0.020；S：0.020-0.035%；Cr：0.80-1.00，优选0.90-1.00；Ti：0.010-0.015，余量为Fe及其他不可避免的杂质。

上述的一种满足余热淬火工艺的半轴用钢的制造方法，包括转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、方坯连铸、坯料加热、轧制工序；所述坯料加热工序采用步进式加热炉，加热温度1050-1200℃，加热时间120-200min；所述轧制工序采用连轧机组轧制，开轧温度970-1100℃。

上述的一种满足余热淬火工艺的半轴用钢的制造方法，所述转炉冶炼工序中，控制终点碳成分≥0.08%，终点磷成分≤0.015%；