[发明专利]一种汽车驱动系统球笼用钢及其生产方法

说明书

本发明公开了一种汽车驱动系统球笼用钢及其生产方法，其化学成分wt%包括：C：0.53‑0.57%，Si：0.22‑0.32%，Mn：0.80‑0.95%，Cr：0.20‑0.30%，S≤0.010%，P≤0.015%，［O］≤0.0015%，［H］≤0.00015%，其余为Fe。从上述组分可知，本发明的一种汽车驱动系统球笼用钢及其生产方法，本发明通过调整提高Mn，添加Cr，材料淬透性得到明显提高，使材料热处理工艺性得到提高；相同热处理工艺下（正火温度870℃，端淬温度845℃），与常规使用的钢材料相比，材料淬透性明显提高。

技术领域

本发明涉及一种汽车驱动系统球笼用钢的技术领域，具体涉及一种汽车驱动系统

球笼用钢及其生产方法。

背景技术

汽车制造业作为国民经济的支柱产业之一，其技术水平决定了国家制造业的水平。近年来，为实现“绿色发展”的基本国策，汽车产品不断升级换代，新能源汽车将逐步取代现有的化石能源汽车，而新能源汽车对于汽车轻量化提出了更高的要求，这对汽车用钢原材料品质也提出了越来越高的要求。欧美发达国家已通过优化成分设计、优化工艺、改进设备等手段，将汽车球笼用钢的生产水平提升到了很高的档次，并广泛应用于各类车辆。

我国是汽车整车、汽车零配件制造大国，但在技术、质量等方面与德国、美国、日本等汽车制造强国差距还较大。球笼（cage）也叫做等速万向节，是汽车传动系统中的重要部件，其作用是将发动机的动力从变速器传递到驱动轮，驱动轿车高速行驶。目前国内生产汽车球笼用钢主要使用普通55钢，还停留在仅仅满足国标要求的水平上，材料淬透性低，加工的球笼热处理淬硬层深度只有2.5-3.0mm，静扭强度偏低，已无法满足汽车升级换代的要求。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种汽车驱动系统球笼用钢及其生产方法，通过调整提高Mn，添加Cr，材料淬透性得到明显提高，使材料热处理工艺性得到提高；相同热处理工艺下（正火温度870℃，端淬温度845℃），与常规使用的钢材料相比，材料淬透性明显提高；成分控制上通过添加Ti ,工艺上采用开坯+控制轧制，满足大规格轮体钢晶粒度细于7 .5级；相同热处理工艺下（淬火温度为840℃±15℃，回火温度540℃±30℃），与常规使用的钢材料相比，力学性能明显提高；通过在线冷却装置能够实现坯料的在线冷却和轧制的连续化生产，提高了生产效率，降低了能耗。

本发明所采取的技术方案是：

一种汽车驱动系统球笼用钢，其化学成分wt%包括： 0.52-0.58%，Si：0.20-0.35%，Mn：0.80-1.00%，Cr：0 .15-0 .40%，S≤0.010%，P≤0.015%， ［O］≤0.0015%， ［H］≤0.00015%，其余为Fe。

下面具体说明本发明一种高淬透性、高静扭强度汽车驱动系统球笼用钢化学成分的限定理由。

C：C能与多种元素一起形成不同的碳化物，并显著提高钢的强度，同时又可以提高钢的淬透性和淬硬性，但也使钢的塑韧性恶化。C是提高钢的强度最廉价元素。如果C含量低于0.53%，强度达不到客户使用要求。如果C含量高于0.57%，材料的韧性将明显降低，因此取C含量控制在0.52-0.58%。

Si：Si在钢中不形成碳化物，而是以固溶体的形态存在于铁素体或奥氏体中。它提高钢中固溶体的强度和冷加工变形硬化率的作用极强，仅次于P，但同时也在一定程度上降低钢的韧性和塑性。Si易使钢呈带状组织，因而使钢材的横向性能低于纵向性能。Si虽然也提高钢的淬透性，但由于Si含量高了，易于产生石墨化现象和增加表面的脱碳倾向，石墨化的出现，降低了钢的塑性和耐冲击性能及淬硬性，因此仅用Si提高共析钢和亚共析钢淬透性的办法没有实际的意义。所以本发明按照球笼用钢使用的各项性的要求，适当采用低的Si含量。所以Si取值范围为：0.20-0.35%。

Mn：Mn和铁形成固溶体，提高铁素体和奥氏体的强度和硬度；同时又是碳化物形成