[發明專利]低碳馬氏體不銹鋼板及其制造方法

有效

• 申請號: 201010170862.0
• 申請日: 2001-08-31
• 公開（公告）號: CN101906587A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 尾崎芳宏;宮崎淳;佐藤進;長屋敏光;柿原節雄;笠茂利廣;村木峰男
• 申請（專利權）人: 杰富意鋼鐵株式會社
• 主分類號: C22C38/38
• 分類號: C22C38/38;C22C38/58;C21D8/02;C21D1/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 楊楷

技術領域

本發明涉及只在淬火后使用的馬氏體不銹鋼，該不銹鋼適用于汽車部件或機械部件如兩輪車如摩托車的盤式制動器。本發明也提出了一種馬氏體不銹鋼，它具有所需要的淬火后硬度并在淬火前具有出色的加工性(沖壓加工性、彎曲加工性等)。在本發明中，如果沒有特別說明，則％表示質量百分比。

背景技術

兩輪車的盤式制動器材料需要具有耐磨性，以便長時間保持制動性能。通常，當硬度增加時，耐磨性也提高，但其韌性會降低。基于上述考慮，在多數情況下，需要耐磨性及韌性的汽車部件或機械部件的硬度被控制在維氏硬度即HV為310-380且洛氏硬度即HRc為30-40。

至今，高碳馬氏體不銹鋼如含有0.2％C的SUS420J1、含0.3％C的SUS420J2或者低碳馬氏體不銹鋼都被用于以上用途。

通常，熱軋鋼板在退火后使用并可根據需要地接受噴丸處理或酸洗。部件如盤式制動器是按如下方法制造的，即上述熱軋不銹鋼板被沖壓并被制成預定形狀，在淬火后，它根據需要地接受回火以調整其硬度。由于上述方法需要兩個熱處理步驟，即淬火與回火，所以生產成本高。由于當淬火溫度改變時，高碳馬氏體不銹鋼如SUS420J1或SUS420J2的硬度變化是大幅度的，所以在只通過淬火達到預定硬度的熱處理步驟中需要非常精確的控制。還存在這樣的問題，即低碳含量區在回火中形成碳化鉻析出物，從而防腐性降低，即便通過進行回火緩解了退火條件的控制。

另一方面，如日本未審查專利申請57-198249和日本未審查專利申請60-106951所示，最近已使用了只通過淬火即沒有回火得到適當硬度的低碳馬氏體不銹鋼。由上述低碳馬氏體不銹鋼制成的兩輪車盤式制動器被用于賽車摩托車和較昂貴的中型或大型摩托車。由于摩托車的發展傾向大型化和高性能化，所以使用制動器的環境正在變得更嚴酷，制動器需要更高的性能。

盤式制動器的功能因通過滑動摩擦將汽車動能轉成熱能而降低。因而，在大型高速摩托車中，在盤式制動器上產生更多的熱，以至溫度在有些情況下升高至500℃-600℃。

存在這樣一個問題，即傳統低碳馬氏體不銹鋼的硬度被根據條件地通過回火被降低，即鋼被軟化了。一旦盤式制動器已通過回火被軟化，則其耐磨性會下降并且無法保持預定性能。為防止軟化，有人曾提出了以下防止盤式制動器過熱的方法：通過增大制動盤厚度來提高熱容，改變散熱結構，增加制動盤數量(將一個制動盤改為兩個制動盤)等等。然而，任何一種方法都不是從工業角度講是最有效的問題解決方式，因為該方法因增加重量并因工序復雜化而導致成本增加。在如日本未審查專利申請57-198249所述的低碳馬氏體不銹鋼中，由于根據退火溫度的硬度變化減小了，因此沒有必要嚴格控制高碳馬氏體不銹鋼的熱處理條件。

在傳統的低碳馬氏體不銹鋼中，由于淬火硬度略微與淬火溫度成比例，因此對熱處理的控制是簡單的并且是有利的。但問題是，在淬火前在機加工和成型過程中且特別是在沖壓下料過程中出現凹陷。

當盤式制動器由這些材料制成時，就存在因存在剪切差降(可以被成為凹陷或凸起)而使加工精度下降的問題(如圖4所示)，這是如此形成的，即剪切區附近的材料在淬火前的沖壓下料中被沖模頭帶入塑性邊性區。一旦剪切差降已經形成在沖壓部的邊緣處，則需要額外地進行切削和磨削，以使表面在后續工序中變得光滑，直到凹陷消失，從而保持適當的形狀并防止因與其它部件摩擦而產生的震顫，由此造成工時增加或產量下降。

為解決上述問題，可以考慮以下方法：增加合金元素如Cu的含量，以促進固溶及析出，并且通過小負荷軋制來產生機加工效果。然而，在前一種的方法中存在這樣的問題，即因由添加成分造成的淬火敏感性增大而使得對硬度控制變得困難了并且合金成本提高。而在后一種方法中存在這樣的問題，即因增加了熱軋步驟而出現表面缺陷和成本提高。

制造上述部件所需的其它特性是淬火前的加工性(彎曲加工性)、可切削性(鉆削性能)和淬火加熱中的耐氧化性。在具有傳統成分的鋼中，這些特性都是有限的并因而仍有改善的余地。

發明內容

因此，本發明的第一個目的是在只在淬火后使用的低碳馬氏體不銹鋼中提供這樣一種馬氏體不銹鋼，它很難因由在盤式制動器使用過程中的加熱造成的回火而軟化并因此保持保持預定的硬度。

本發明的第二個目的是提供一種具有出色的淬火前的沖壓加工性和彎曲加工性、以及非常小的剪切差降的馬氏體不銹鋼，其中穩定不變地獲得了淬火后的預定硬度。此外，本發明的第三個目的在于提供一種其機加工性和抗氧化性得到改善的馬氏體不銹鋼。

發明內容