[發明專利]一種以高錳鋼為材料的花鍵軸的加工制造工藝

在審

• 申請號: 201410572442.3
• 申請日: 2014-10-23
• 公開（公告）號: CN105586546A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 張明
• 申請（專利權）人: 無錫華冶鋼鐵有限公司
• 主分類號: C22C38/60
• 分類號: C22C38/60;C22C38/58;B22C9/22;C23F17/00;F16C3/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 徐鵬飛

技術領域

該發明屬于機械綜合加工技術領域，本發明涉及高錳鋼以及花鍵軸，尤其 是一種以耐腐蝕性好的高錳鋼為材料的花鍵軸的加工制造工藝。

背景技術

在目前有學工業使用的合金工具鋼材料時，在鑄造時產生熔融金屬流動性 不佳及在鑄件中形成氣體缺陷等問題。高錳鋼顆粒被壓成一種壓實體。這種壓 實體經燒結、氮化、爐冷卻并快速冷卻但這種鑄模特別適用于非鐵金屬鑄造或 壓鑄等。目前在市場上的五金、機械，儀表、民航、油田、軍工、汽車制造等 領域所用的零件形狀都比較復雜，采用切削加工成所需零件形狀不僅加工難度 大，切削效率低，而且浪費材料，需要多次加工，且后續工序較多，浪費時間， 生產成本較高，雖然高錳鋼在各工業領域中的應用范圍不斷擴大，特別是在海 洋開發、石油及化工方面的應用更趨廣泛。但普通高錳鋼在海水介質中,因Cl 離子與金屬離子結合鍵較強，因而易侵入高錳鋼表面的鈍化膜,使鈍化膜受到破 壞,從而產生點腐蝕、縫隙腐蝕和應力腐蝕破裂，現應用于海水中的高錳鋼種類 多為超級高錳鋼，其一般含Ti量較高，但價格較為昂貴，不利于船舶工業大面 積生產使用，因此,開發一種新型的具備優良的耐點蝕、縫隙腐蝕性能及較高強 度的耐海水腐蝕高錳鋼為材料的海下工作的花鍵軸無疑有重大的社會效益。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明為了解決上述問題，設計了一種以耐腐蝕性 好的高錳鋼為材料的花鍵軸的加工制造工藝。

本發明設計了一種以耐腐蝕性好的高錳鋼為材料的花鍵軸的加工制造工 藝，該花鍵軸材料主要包括了下列元素的百分比含量：Si2.51％-2.87％，C 0.89％-1.12％，Cr1.9％-2.2％，Mn8.8％-9.7％，Ni0.56％-0.87％，Ti 0.045％-0.089％，S<0.05％，P<0.02％,Zn<0.03％,余量為Fe及其它不可避免的雜 質，優選Si2.67％-2.77％，C0.94％-1.05％，Cr2.04％-2.19％，Mn8.94％-9.52％， Ni0.61％-0.72％，Ti0.052％-0.067％，S<0.05％，P<0.02％,Zn<0.03％,其采用 的加工制造方法如下：(1)采用砂型鑄造成型法，包括混制造型和造芯—烘干 —合型—準備爐料—熔煉合金—澆注—落沙。采用電弧爐熔煉，先放錳鐵，40-50 分鐘后再分階段加入其他合金成分，最后加入貴金屬，熔煉溫度為1340-1510℃， 控制溫度為：890℃-970℃，(2)對花鍵軸毛坯進行去應力處理，將其加熱到 820-930℃，保溫120-150分鐘，爐中緩慢冷卻到620℃，再快速油冷，(3)對 花鍵軸毛坯進行銑削機加工，在加工過程中引用一種由機械油、磺酸鈉、高碳 酸鉀皂、三乙醇胺等組成的切削液，該切削液潤滑性好，安全無毒，而且冷卻 效果好，可以很好的預防機械瘤的形成，(4)對銑削后工件進行時效處理，采 用雙液淬火法，先水冷，在600℃以上快速水冷，600-350℃以100℃/h的冷卻 速度進行冷卻，350℃一75℃/h時水冷，再進行回火處理，回火溫度為 170-200℃，(5)對機加工后的花鍵軸進行拋丸處理，采用的是0.3～0.4mm的 鑄鋼丸高速噴射最后電解酸洗，(6)對花鍵軸表面碳氮共滲處理，即把花鍵軸 置于密封加熱爐中通入丙酮等滲碳劑，將溫度加熱到1000-1100℃使工件在此 高溫下進行滲碳氮共滲,然后進行沉積處理，以氫氣為載體將CH₄帶入反應器， 將TiC沉積在花鍵軸表面，(7)對花鍵軸進行抗腐蝕涂層處理，將下列溶液高 壓涂噴于鋼件表面，HNO₃1.7％-3.2％,Hcl5％-5％,CaCl₂2.7％-4.2％,Ca(NO₃)₂6.1％-7.5％,Ni(NO₃)₂1％-3％,烷基醇酞胺3％-5％,其余為水，涂層厚度為 35-46μm，空氣中暴露30-50分鐘。