[發明專利]改良的42CrMo鋼和使用該鋼加工轉向節的方法

在審

• 申請號: 201510403280.5
• 申請日: 2015-07-11
• 公開（公告）號: CN105154772A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 張運軍;代合平;劉宏揚;常繼成;汪擁進;陳天賦;肖松
• 申請（專利權）人: 湖北三環鍛造有限公司
• 主分類號: C22C38/22
• 分類號: C22C38/22;C21D1/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及轉向節加工技術領域，特別是涉及一種改良的42CrMo鋼和使用該鋼加工轉向節的方法。

背景技術

轉向節是汽車轉向橋中的重要零件之一，能夠使汽車穩定行駛并靈敏傳遞行駛方向。在汽車行駛狀態下，它承受著多變的沖擊載荷，因此，對轉向節的機械性能要求很高。國內對轉向節的機械性能要求為：抗拉強度880-1030N/mm、熱處理硬度HB269-314。歐洲對轉向節的機械性能要求高于國內的標準，具體為：屈服強度>825N/mm，抗拉強度1030-1180N/mm，熱處理硬度HB304-350，沖擊功（Aku）>40J，延伸率>11%，斷面收縮率>42%，晶粒度≥5級。

目前國內生產轉向節一般使用42CrMo鋼，根據國家標準GB/T5216要求，其化學成分（質量百分數）為C：0.37%～0.44%；Si：0.17%～0.37%；Mn0.55%～0.9%；Cr0.85%～1.25%；Mo0.15%～0.25%，其淬透性帶范圍如下表所示。

鋼材中非金屬元素及合金元素含量的對鋼材的淬透性起著至關重要的作用，進而影響到后期熱處理的調質質量及淬火開裂廢品率。其中Cr、Mo成分可以顯著提高鋼材的淬透性，提高強度，但是也有可能造成大批量淬火開裂，導致大量報廢產品產生，此外會大大增加成本。根據試驗，當C、S等非金屬元素和某些強淬透性元素如Cr、Mo、Mn含量均較高時，淬透性值J30會趨于上限，產品容易開裂，裂紋長且深，使得開裂工件報廢，因此使用42CrMo鋼加工轉向節時，廢品率較高。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，而提供一種改良的42CrMo鋼和使用該42CrMo鋼加工轉向節的方法，該鋼材淬透性好，加工的轉向節具有更好的機械性能。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種改良的42CrMo鋼，其化學成分（質量百分數）為C：0.37%～0.43%；S：0.01%～0.030%；Si：0.15%～0.35%；Mn0.6%～0.9%；Cr0.95%～1.2%；Mo0.16%～0.25%，其余為Fe。

一種使用所述改良的42CrMo鋼加工轉向節的加工方法，其使用所述改良的42CrMo鋼作為原料，鍛造成型后在淬火爐中加熱至830℃～840℃，保溫2.5小時，經淬火介質冷卻后進行回火處理，回火時先加熱至570℃～580℃，保溫3.5小時后快速冷卻。

進一步的，淬火后，淬透性帶寬（HRC）為：J5：52～60；J9：50～58；J15：47～55；J30：35～48。

本發明的有益效果是：對于改良后的42CrMo鋼，通過對鋼材成分、淬透性的雙重因素制約，鋼材質量穩定性得到大幅提升，通過調整鋼材中非金屬元素和強淬透性元素成分的范圍，減小圓鋼的淬透性波動，同時提高圓鋼心部淬透性，有利于保證工件鍛造后熱處理質量。對于使用該42CrMo鋼加工的轉向節，其材料成本較低，價格約為3500～4500/噸；經過淬火處理后的機械性能與國標中42CrMo鋼相比具有明顯的優異性，其抗拉強度≥1080N/mm，屈服強度≥980N/mm，伸長率≥12%，斷面收縮率≥45%，沖擊功（Akv）≥80J；提高了調質金相組織穩定性，減少因為鋼材淬透性波動引起的淬火開裂工件數量，降低了廢品率；由于淬火溫度更穩定，降低了淬火爐的故障率。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細的說明，并不是把本發明的實施范圍限制于此。

本實施例的改良的42CrMo鋼，其化學成分（質量百分數）為C：0.37%～0.43%；S：0.01%～0.030%；Si：0.15%～0.35%；Mn0.6%～0.9%；Cr0.95%～1.2%；Mo0.16%～0.25%，其余為Fe。

該鋼材相比現有國標中的42CrMo鋼（以及其他標準），非金屬元素的含量居于國標下限，而強淬透性合金元素（Cr、Mo）的含量則居于國標上限，并且縮小了其范圍。對于該材料的圓鋼，其經過淬火后，淬透性帶寬（HRC）為：J5：52～60；J9：50～58；J15：47～55；J30：35～48，淬火方法如下述轉向節的淬火方法。與國標相比，在J5和J9處無明顯差異，但是在J15和J30處淬透性本發明與國標相比明顯縮小，尤其J30處，帶寬遠小于國標標準。