[發明專利]切削性優異的低比重鍛造用鋼

無效

• 申請號: 201080010265.X
• 申請日: 2010-04-08
• 公開（公告）號: CN102341517A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 高田啟督;吉田卓
• 申請（專利權）人: 新日本制鐵株式會社
• 主分類號: C22C38/00
• 分類號: C22C38/00;C22C38/60
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 周欣;陳建全

技術領域

本發明涉及用于汽車部件、機械構造部件等中的切削性優異的低比重的鍛造用鋼。

背景技術

在要求保護地球環境的近年，減少成為大氣污染、地球變暖的原因之一的汽車的排放氣體、特別是減少每單位行駛距離的二氧化碳排出量成為當務之急。為了減少二氧化碳排出量必須減少燃料消耗率，為了減少燃料消耗率，車輛的輕量化發揮很大的效果。

在汽車部件中，在發動機或行走部分中使用的鋼鐵原料的鍛造部件或切削加工部件中，一直以來使用碳鋼、合金鋼及含有V的非調質鋼。這些鋼由于其組成的大約97％以上為Fe、Mn、Cr、V這樣的比重與Fe同等或大到其以上的元素，所以任一種鋼的比重均為7.8左右。

迄今為止的汽車部件的輕量化是在原料的比重一定的前提下通過由鋼原料的高強度化而帶來的薄壁化或部件形狀的變更而實現的，但是近年來還研究了降低鋼原料其自身的比重，對于以Fe為主體的低比重鋼也提出了若干方案。

作為以Fe為主體的低比重鋼的例子，例如有專利文獻1、2記載的含有較多Al的汽車用鋼板。

專利文獻1中記載了一種高強度低比重鋼板，其含有C：超過0.01且為5％以下、Si：3.0％以下、Mn：0.01～30.0％、P：0.1％以下、S：0.01％以下、Al：3.0～10.0％、N：0.001～0.05％，比重＜7.20，抗拉強度：TS(MPa)與斷裂伸長率El(％)之積的值：TS×El為10000MPa·％以上。

此外，專利文獻2中記載了一種高強度低比重鋼板，其具有與專利文獻1的鋼板同樣的組成，將Al設定為超過10％且為32.0％以下，進而為低比重。

上述專利文獻1、2的鋼板如下制造：將減少了作為晶界脆化助長元素的P和S的含Al鋼在950～960℃以下進行精軋，通過再結晶使晶粒微細化，進一步調整卷取溫度來提高鋼板的加工性，進行這樣的組織微細化控制，從而制造。其結果是，鋼板獲得充分的延性。

如上所述進行熱軋而制造的鋼板，由于通過控制軋制過程中的軋制條件能夠實現組織的微細化，所以能夠制造含有較大量的Al作為原料的鋼。

另一方面，熱鍛造的一般工序僅僅是將棒鋼加熱至大約1200℃以上的溫度后，在大約1100℃以前結束鍛造成型，然后根據鋼材的特性進行冷卻。因此，欲將含有大量Al的鋼適用于熱鍛造，則無法進行像鋼板那樣的精細的組織控制，所以鍛造后的組織粗大化，強度和韌性變差。

由于軋制鋼板與熱鍛造品之間存在如上所述的差異，所以專利文獻1、2中記載的鋼并非全部能作為熱鍛造用的原料適用，進而，即使能夠將該鋼熱鍛造，關于作為構造用鋼所需要的切削性也不充分。

例如，就汽車用行走部件那樣的鍛造部件而言，很多情況下要求抗拉強度為800MPa以上的高強度，同時還要求能夠大量生產的優異的切削性。就專利文獻1、2中記載的鋼而言，完全未考慮切削性，特別是以機械加工為前提時，S量完全不足。

進而，作為其它例子，有專利文獻3中記載的鐵合金。

專利文獻3中記載了一種低比重鐵合金，其包含Mn：5.0～(小于)15.0％、Al：0.5～10.0％、Si：0.5～10.0％、C：0.01～1.5％，且具備α相分率為10～95％的γ+α的2相。

就該鐵合金而言，提高Al而減少比重，進而主要提高Mn而使γ相穩定化，最終形成具有10～95％的α相的γ+α的2相組織，獲得較高的比強度和加工性。特別是在α分率約為60％以下時獲得優異的冷加工性。

由于該鐵合金的硬度和冷加工率較大地依賴于γ與α之比，所以為了在工業上使用，需要穩定地調整γ與α之比。

但是，存在如下問題：從熱加工開始經過各種熱處理后準確地獲得目標γ/α比是極難的，不適合于工業生產。

進而，該合金以獲得優異的硬度為目的，不含有S，完全未考慮切削性。

以上對各種構造用的含Al鋼進行了描述，縱觀含Al鋼整體，以利用耐蝕性、耐高溫氧化性或減震性的用途為主。作為一個例子，可列舉出專利文獻4。專利文獻4中公開了廉價的作為不銹鋼代替鋼的Fe-Mn-A1合金。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2005-15909號公報

專利文獻2：日本特開2005-120399號公報

專利文獻3：日本特開2005-325388號公報

專利文獻4：日本特開昭57-181363號公報

發明內容

發明要解決的課題