一種軸類材料用氮化鋼及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種軸類材料用氮化鋼及其制備方法，按照重量百分比計(jì)含有C：0.2％～0.3％、Si：0.1～1％、Mn：0.5～1％、Cr：1％～1.2％、S：0.001～0.030％、Al：0.1～0.5％、Ti：0.6％～1.2％、Ni：0.05～0.2％，剩余部分包括Fe和不可避免的雜質(zhì)；并且將以下元素限制為：P：0.02％以下、O：0.06％以下。本發(fā)明以有效地解決傳統(tǒng)氮化鋼生產(chǎn)工藝、質(zhì)量和使用方面的技術(shù)難題。
【專利說(shuō)明】
一種軸類材料用氮化鋼及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及軸類零件生產(chǎn)加工技術(shù)領(lǐng)域，具體屬于一種軸類材料用氮化鋼及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氮化鋼經(jīng)過(guò)滲氮熱處理后具有很高的表面硬度(HV950?1200，相當(dāng)于HRC65?72)、耐磨性和疲勞強(qiáng)度，并且具有良好的耐熱性和腐蝕性能;而且，氮化鋼的高硬度可以維持到600°C左右。氮化鋼在一些特殊工況顯示了良好的性能，主要用于機(jī)械制造、航空工業(yè)及軍工等領(lǐng)域。近年來(lái)對(duì)氮化鋼的市場(chǎng)需求上升較快。傳統(tǒng)的氮化鋼38CrMoAl是一種合金結(jié)構(gòu)鋼，而且是一種專用滲氮鋼，該鋼具有良好的淬透性，同時(shí)鋼中由于含有Mo而抑制了高溫回火脆性。然而，傳統(tǒng)的氮化鋼中的鋁含量高，造成鋼中夾雜物多，鋼的表面質(zhì)量差和滲氮熱處理氮化層較脆。傳統(tǒng)的氮化鋼38CrMoAl由于生產(chǎn)難度高，連續(xù)澆注爐數(shù)少，因此，很多鋼廠仍采用模鑄工藝生產(chǎn)，造成鋼的質(zhì)量和成本控制困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供了一種軸類材料用氮化鋼，以有效地解決傳統(tǒng)氮化鋼生產(chǎn)工藝、質(zhì)量和使用方面的技術(shù)難題。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0005]—種軸類材料用氮化鋼，按照重量百分比計(jì)含有C:0.2%?0.3%、S1:0.1?1%、Mn:0.5?l%、Cr:l%?1.2%、S:0.001?0.030%、Al:0.1?0.5%、T1:0.6%?1.2%、N1:
0.05?0.2%，剩余部分包括Fe和不可避免的雜質(zhì);并且將以下元素限制為:P:0.02%以下、0:0.06% 以下。
[0006]—種軸類材料用氮化鋼的制備方法，冶煉:采用電弧爐冶煉，配料為重量百分比大于或等于40%的鐵水和重量百分比為40%?60%的廢鋼，控制終點(diǎn)C30.2%、P<0.020%，殘余元素含量符合設(shè)計(jì)要求，鋼水的出鋼溫度為1600°C?1650°C，其中，在鋼包內(nèi)進(jìn)行預(yù)脫氧合金化，出鋼過(guò)程加入Al;然后，進(jìn)行LF爐外精煉，精煉過(guò)程全程吹氬，保持白渣時(shí)間在20?30min;精煉后進(jìn)行真空處理，真空度小于67Pa，保持時(shí)間在20?25min，真空處理后軟吹氬時(shí)間大于12分鐘；
[0007]澆注:采用連鑄全程保護(hù)澆注，連鑄中采用電磁攪拌；
[0008]乳制:對(duì)連鑄坯進(jìn)行緩冷后乳制，控制加熱爐均熱溫度為1200°C?1240°C，加熱時(shí)間為2.5?3小時(shí)，開乳溫度為1100 °C?1110 °C，終乳溫度為860 V?960 V ；
[0009]氮化處理:在氮?dú)庵斜３?0分鐘以上，溫度在600左右;然后自然冷卻，在進(jìn)行除了氮化氣氛以外的氣氛中于600?680°C下保持10分鐘。
[0010]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:
[0011]本發(fā)明鋼具有良好的淬透性和較好的綜合力學(xué)性能，鋼的氮化層表面硬度大于HV1000;因此，根據(jù)本發(fā)明的高鋁氮化鋼適用于滲氮熱處理，滲氮后滲氮層深、表面硬度高，鋼的切削性能良好。以有效地解決傳統(tǒng)氮化鋼生產(chǎn)工藝、質(zhì)量和使用方面的技術(shù)難題。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1，一種軸類材料用氮化鋼，按照重量百分比計(jì)含有C:0.2 %?0.3 %、S1:
0.1?l%、Mn:0.5?l%、Cr:l%?1.2%、S:0.001?0.030%、Al:0.1?0.5%、T1:0.6%?
1.2%、N1:0.05?0.2%，剩余部分包括Fe和不可避免的雜質(zhì)；并且將以下元素限制為:P:
0.02% 以下、0:0.06% 以下。
[0013]—種軸類材料用氮化鋼的制備方法，冶煉:采用電弧爐冶煉，配料為重量百分比大于或等于40%的鐵水和重量百分比為40%?60%的廢鋼，控制終點(diǎn)C30.2%、P<0.020%，殘余元素含量符合設(shè)計(jì)要求，鋼水的出鋼溫度為1600°C?1650°C，其中，在鋼包內(nèi)進(jìn)行預(yù)脫氧合金化，出鋼過(guò)程加入Al;然后，進(jìn)行LF爐外精煉，精煉過(guò)程全程吹氬，保持白渣時(shí)間在20?30min;精煉后進(jìn)行真空處理，真空度小于67Pa，保持時(shí)間在20?25min，真空處理后軟吹氬時(shí)間大于12分鐘；
[0014]澆注:采用連鑄全程保護(hù)澆注，連鑄中采用電磁攪拌；
[0015]乳制:對(duì)連鑄坯進(jìn)行緩冷后乳制，控制加熱爐均熱溫度為1200°C?1240°C，加熱時(shí)間為2.5?3小時(shí)，開乳溫度為1100 °C?1110 °C，終乳溫度為860 V?960 V ；
[0016]氮化處理:在氮?dú)庵斜３?0分鐘以上，溫度在600左右;然后自然冷卻，在進(jìn)行除了氮化氣氛以外的氣氛中于600?680°C下保持10分鐘。
[0017]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種軸類材料用氮化鋼，其特征在于，按照重量百分比計(jì)含有C: 0.2 %?0.3 %、S1:0.1?l%、Mn:0.5?l%、Cr:l%?1.2%、S:0.001?0.030%、Al:0.1?0.5%、T1:0.6%?1.2%、N1:0.05?0.2%，剩余部分包括Fe和不可避免的雜質(zhì)；并且將以下元素限制為:P:0.02% 以下、0:0.06% 以下。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸類材料用氮化鋼的制備方法，其特征在于:冶煉:采用電弧爐冶煉，配料為重量百分比大于或等于40%的鐵水和重量百分比為40%?60%的廢鋼，控制終點(diǎn)O0.2% K0.020%，殘余元素含量符合設(shè)計(jì)要求，鋼水的出鋼溫度為1600°C?1650°C，其中，在鋼包內(nèi)進(jìn)行預(yù)脫氧合金化，出鋼過(guò)程加入Al;然后，進(jìn)行LF爐外精煉，精煉過(guò)程全程吹氬，保持白渣時(shí)間在20?30min;精煉后進(jìn)行真空處理，真空度小于67Pa，保持時(shí)間在20?25min，真空處理后軟吹氬時(shí)間大于12分鐘； 澆注:采用連鑄全程保護(hù)澆注，連鑄中采用電磁攪拌； 乳制:對(duì)連鑄坯進(jìn)行緩冷后乳制，控制加熱爐均熱溫度為12000C?12400C，加熱時(shí)間為2.5?3小時(shí)，開乳溫度為1100 °C?1110 °C，終乳溫度為860 V?960 V ； 氮化處理:在氮?dú)庵斜３?0分鐘以上，溫度在600左右;然后自然冷卻，在進(jìn)行除了氮化氣氛以外的氣氛中于600?680°C下保持10分鐘。
【文檔編號(hào)】B21B1/02GK105908077SQ201610427556
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年6月16日
【發(fā)明人】査凌宇
【申請(qǐng)人】安慶市吉安汽車零件鍛軋有限公司