[發(fā)明專利]一種車輛離合器對(duì)偶鋼片用高性能Nb微合金化合金鋼

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201511016679.4
• 申請(qǐng)日: 2015-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN105624561A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 屈盛官;袁志敏;賴福強(qiáng);王光宏;李小強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C38/18
• 分類號(hào): C22C38/18;C22C38/04;C22C38/02;C22C38/12;F16D69/02
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于合金鋼技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種車輛離合器對(duì)偶鋼片用高性能 Nb微合金化合金鋼。

背景技術(shù)

隨著車輛的傳動(dòng)技術(shù)的快速發(fā)展，特別是大功率換擋以及小功率自動(dòng)變速 系統(tǒng)的普遍應(yīng)用，對(duì)濕式離合器的摩擦元件提出了更高要求，濕式離合器的安 全可靠性是影響整車性能的關(guān)鍵指標(biāo)。而對(duì)偶鋼片是濕式離合器中的關(guān)鍵部件， 其摩擦、磨損性能直接影響離合器的性能與可靠性。特別是對(duì)于中重型傳動(dòng)離 合器而言，工況大多數(shù)以高速高載為主，具有良好性能的對(duì)偶鋼片至關(guān)重要。 由于中重型車輛離合器現(xiàn)有技術(shù)中的對(duì)偶鋼片在使用過程中出現(xiàn)過銅、發(fā)黑以 及變形現(xiàn)象，導(dǎo)致離合器工作性能下降甚至失效，嚴(yán)重影響車輛的傳動(dòng)性能。 因此需要研制一種表面具有高硬度、高接觸疲勞抗力、高耐磨性和較好耐熱性 的對(duì)偶鋼片。

近年來，國內(nèi)外相關(guān)研究者通過對(duì)離合器對(duì)偶鋼片的試驗(yàn)研究以及數(shù)值計(jì) 算發(fā)現(xiàn)對(duì)偶鋼片的大部分故障是由于打滑過程中強(qiáng)化的發(fā)熱而在摩擦偶件中產(chǎn) 生熱應(yīng)力所引起的，主要表現(xiàn)為翹曲變形和表面出現(xiàn)裂紋，并且對(duì)偶鋼片最常 見的變形形式分別是碟形變形和波浪形變形。因?yàn)樵谀Σ粮钡墓ぷ鬟^程中，壓 力、線速度以及熱流分布不均會(huì)產(chǎn)生較大的溫度梯度，過高的表面溫度以及內(nèi) 部不均勻溫度場通常導(dǎo)致對(duì)偶鋼片發(fā)生“翹曲”，相比之下，這些失效發(fā)生時(shí)磨 損往往是微不足道的。

目前，履帶車輛行星變速箱的摩擦片主要采用銅基濕式摩擦片，對(duì)偶鋼片 的材料為65Mn鋼或30CrMnSiA(原鋼)。然而，這兩種鋼都有回火脆性傾向， 橫向沖擊韌性較差。因此，它們可以制造耐磨，但工作溫度不高的零件。飛機(jī) 剎車盤用鋼可以用于在550℃溫度下長期工作，與離合器摩擦副使用工況相近， 綜合性能良好，但在高溫(600℃)下拉伸強(qiáng)度性能較差。再考慮到摩擦副是成 對(duì)使用的，要將飛機(jī)剎車盤用鋼應(yīng)用到車輛離合器摩擦副用鋼中，還需根據(jù)中 重型車輛傳動(dòng)系統(tǒng)裝置的使用情況，對(duì)成分進(jìn)行調(diào)整，改善合金鋼的高溫性能， 以應(yīng)用于車輛離合器對(duì)偶鋼片中。

中國專利CN1948537A公開了一種高鈮高強(qiáng)度厚鋼板鋼。通過降低鋼中碳 含量至0.05％-0.08％，添加0.06％-0.09％的鈮,利用鈮、鈦、鉬、銅等微合金元素 的應(yīng)變誘導(dǎo)析出以及時(shí)效強(qiáng)化效果，但是由于碳含量太低，該合金鋼常溫下的 屈服強(qiáng)度僅為585MPa，抗拉強(qiáng)度為720MPa。中國專利CN104032221A公開了 一種鈮微合金化高碳鉻軸承鋼，通過添加鈮的含量為0.010-0.040％，利用鈮的細(xì) 化晶粒作用，以及微量固溶的鈮對(duì)珠光體相變行為的顯著影響，提高鋼的韌塑 性。并且鈮含量不宜過高，過高則會(huì)使得鋼的韌塑性降低，容易發(fā)生斷裂。但 是這些文獻(xiàn)并沒有對(duì)材料的接觸疲勞性能、耐磨性能等性能進(jìn)行研究。

如何制備一種高硬度、高接觸疲勞抗力、高耐磨性和較好耐熱性的合金材 料已成為人們研究的熱點(diǎn)之一。而將這種綜合性能優(yōu)異的合金材料用于對(duì)偶鋼 片，以替代行業(yè)內(nèi)普遍使用的對(duì)偶鋼片(原鋼)，將具有重要的理論和工程意 義。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)偶鋼片易變形、可靠性較差的問題，本發(fā)明的目的 在于提供一種高硬度、高接觸疲勞抗力、高耐磨性和較好耐熱性的高性能對(duì)偶 鋼片用Nb微合金化合金材料。

本發(fā)明的目的主要通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種車輛離合器對(duì)偶鋼片用高性能Nb微合金化合金鋼，組成成分如下，按 質(zhì)量百分比計(jì)：

C：0.2～0.3％；Mn：0.55～0.67％；Si：0.5～0.65％；Cr：1.1～1.35％； Mo：0.2～0.56％；V：0.15～0.31％；Nb：0.03～0.053％；其余為Fe。

本發(fā)明在組成元素中未添加鈦元素，而是加入微量的Nb和V，適當(dāng)減小主 要元素C、Si、Cr含量的范圍，降低P、S含量，提高鋼材的純凈度，獲得以 奧氏體為基體，在基體上均勻分布著細(xì)小的球狀的碳化物相的微觀組織。

由于鋼中雜質(zhì)所形成的非金屬夾雜物破壞了鋼基體的連續(xù)性，因此盡可能 地降低鋼材中的夾雜物，提高鋼材的純凈度，即降低鋼中P、S、N等雜質(zhì)含量， 有利于提高鋼材的強(qiáng)度，硬度和耐磨性等。