[发明专利]一种冷挤压用万向节十字轴用钢及其制造方法

说明书

本发明涉及一种冷挤压用万向节十字轴用钢及其制造方法。该热轧棒材的化学成分质量百分数为C:0.12～0.18％，Si:0.01～0.10％，Mn:0.50～0.90％，Cr:0.80～1.30％，S:≤0.010％,P:≤0.015％,Al:0.020～0.060％，N:0.009～0.025％,(Al‑Ti)/N≥1.93，Cu:≤0.08％,Ni:≤0.05％,Mo:≤0.05％,Ti:≤0.01％余量为Fe及不可避免的杂质。并且钢的淬透性满足钢的淬透性满足J3mm＝31～39HRC,J5mm≤29HRC。经过KR铁水脱硫预处理→转炉初炼→精炼炉精炼→RH炉真空脱气处理→连铸小方坯浇铸→步进式加热炉加热→连铸方坯表面火焰清理→粗轧→中轧→精轧→入保温罩缓冷→上冷床空冷→锯切→检验入库等工艺步骤，制造的热轧棒材的规格为φ18‑φ60mm。

技术领域

本发明涉及特种钢冶炼与轧制的技术领域，具体涉及一种冷挤压用万向节十字轴用钢及其制造方法。

背景技术

万向节十字轴，是实现变角度动力传递的零部件，用于改变传动轴线方向的位置，它是汽车驱动系统中万向传动装置的“关节”部件。传统的万向节主要采用的是热锻成型。采用热锻方式加工万向节十字轴时，热锻后的毛坯需要预留较多的切削加工余量，十字轴毛坯加工过程中损耗较大，造成原材料大量的浪费。

本发明涉及一种冷挤压用万向节十字轴用钢及其制造方法。“冷挤压”对钢材有什么要求？

冷挤压要求钢材硬度低，并且铁素体含量较高，若钢材硬度偏高，容易造成钢材冷挤压过程中变形量最大的地方首先发生开裂；其次，冷挤压要求钢材的低倍组织均匀，均匀的低倍组织有助于钢材冷挤压过程中变形的一致性，从而提高冷挤压后零件的尺寸精度；冷挤压成型后的零件表面加工余量较少，因此要求钢材表面脱碳层浅；冷挤压成型后的零件表面加工余量较少，因此要求钢材表面脱碳层浅；冷挤压过程中破坏了钢材原子间的原有平衡状态，使晶格发生扭曲，称为晶格畸变，在产生晶格畸变时，原子离开了平衡位置，引起势能增加,钢材晶粒的稳定性会有所降低，因此要求钢材全截面晶粒度拥有较高的稳定性，钢材整个横截面的奥氏体晶粒均≥6.5级。

公开号CN112853211A的专利文献涉及一种乘用车万向节叉冷锻用钢及其制造方法，钢的化学成分按质量％计含有C：0.04～0.10％，Si：0.01％～0.12％，Mn：0.40～0.60％，P：≤0.015％，S：0.020～0.035％，Cr：≤0.10％，Ni：≤0.10％，Cu：≤0.10％，Mo：≤0.02％，Al：0.020％～0.050％，N：0.007％～0.009％，余量为Fe及不可避免的杂质元素；钢的组织为铁素体和珠光体，其中珠光体的球化率≥85％。生产工艺路线：铁水预处理—转炉初炼—精炼—连铸—连铸坯冷却—连铸坯加热—轧制—冷却—球化退火—车皮。以Φ20mm-Φ40mm的棒材为例，表面硬度≤110HV30；Rp0.2≤280MPa、Rm≤360MPa、延伸率A5≥40％、断面收缩率Z≥75％、产品具有优异的塑性和低变形抗力，是一种性能理想的冷锻用钢。

现有专利需要轧后冷却后再进炉球化退火以降低钢材的硬度，并且还需要表面车皮处理去除表面的脱碳，球化退火与车皮的生产成本均很高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种冷挤压用万向节十字轴用钢及其制造方法，采用轧后控制冷却，连铸方坯出加热炉后采用火焰清理机去除方形铸坯表面的脱碳、裂纹、凹坑等缺陷的方式降低钢材表面脱碳深度，减少钢材表面裂纹。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种冷挤压用万向节十字轴用钢，所述钢种的化学成分重量百分比为C:0.12～0.18％，Si:0.01～0.10％，Mn:0.50～0.90％，Cr:0.80～1.30％，S:≤0.010％,P:≤0.015％,Al:0.020～0.060％，N:0.009～0.025％,(Al-Ti)/N≥1.93，Cu:≤0.08％,Ni:≤0.05％,Mo:≤0.05％,Ti:≤0.01％余量为Fe及不可避免的杂质。