[發(fā)明專利]一種易切削非調(diào)質(zhì)鋼及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710514111.8
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN109207840B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余大江;蔣錫軍;黃宗澤;黃瑞
• 申請（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/60;C22C38/12;C22C38/14;C22C38/06;C21D8/02
• 代理公司: 上海東信專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31228
• 代理人: 楊丹莉;李丹

本發(fā)明公開了一種易切削非調(diào)質(zhì)鋼，其化學(xué)元素質(zhì)量百分比為：C：0.35?0.45％；Si：0.45?0.0.65％；Mn：1.35?1.65％；S：0.025?0.065％；V：0.07?0.15％；Ti：0.01?0.018％；N：0.012?0.017％；Al：0.015?0.035％；Ca：0.0008?0.0025％；余量為鐵和其他不可避免的雜質(zhì)；且滿足S/Ca為20?60。此外，本發(fā)明還提出了一種上述的易切削非調(diào)質(zhì)鋼的制造方法，包括步驟：(1)冶煉和精煉；(2)澆鑄；(3)軋制；(4)鍛造；(5)兩段式冷卻。本發(fā)明所述的易切削非調(diào)質(zhì)鋼保證塑韌性的基礎(chǔ)上，提高了材料的強度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋼及其制造方法，尤其涉及一種非調(diào)質(zhì)鋼及其制造方法。

背景技術(shù)

非調(diào)質(zhì)鋼起源于第二次石油危機，在節(jié)能動力的推動下和微合金化技術(shù)的基礎(chǔ)上,德國蒂森公司開發(fā)了第一個非調(diào)質(zhì)鍛鋼49MnVS3。隨后英、法等國的鋼鐵公司建立了一系列的非調(diào)質(zhì)鋼，并形成了國際標(biāo)準(zhǔn)牌號；近年來日本研究非調(diào)質(zhì)鋼最為活躍,處于世界先進水平,新日鐵、神戶、愛知、山陽特殊制鋼等相繼建立了各自的非調(diào)質(zhì)鋼系列。與國際相比，我國研制非調(diào)質(zhì)鋼的起步較晚，20世紀(jì)90年代相繼開發(fā)了F45MnV、F35MnVN、35MnVS、40MnVS等鋼種。

隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，汽車安全性、穩(wěn)定性及能耗等指標(biāo)要求汽車零部件可靠、環(huán)保與減重；同時，汽車零部件的加工制造以數(shù)控機床為中心，對材料的切削性能提出越來越高的要求,因此高強韌性的易切削非調(diào)質(zhì)鋼成為汽車零部件的最佳選擇。

汽車曲軸用非調(diào)質(zhì)鋼是在低、中碳錳鋼中添加合金元素，通過細(xì)晶強韌化，沉淀析出強化，使其強度達(dá)到調(diào)質(zhì)鋼的水平，同時又有一定的塑韌性。傳統(tǒng)的易切削鋼含有Pb元素，其加工性能優(yōu)良，但是這種重金屬元素對環(huán)境有害，隨著對環(huán)保的重視，而逐步淘汰；另外一種是含硫的易切削鋼，其切削加工性能隨著硫含量的增加而改善，然而硫含量過高會帶來軋制及鍛造加工過程中的熱脆現(xiàn)象。因此，期望一種高強韌性非調(diào)質(zhì)鋼,其為具有優(yōu)秀切削加工性的不含Pb的易切削鋼。

現(xiàn)有技術(shù)中公開了一種技術(shù)方案，其為含硫易切削鋼，在低碳鋼中添加0.35-0.65％的硫，并對硫化物的比例進行了限制，來替代含Pb的易切削鋼。其硫含量較高，在曲軸的軋制或鍛造過程中容易發(fā)生熱脆現(xiàn)象。

此外,現(xiàn)有技術(shù)中還公開了一種技術(shù)方案,其為具有改善的切屑可處理性的機械結(jié)構(gòu)用易切削鋼，在鋼中添加了一定的氧，并規(guī)定每平方毫米氧化物的數(shù)量不少于10。然而,過多的氧化物類夾雜物對加工過程中刀具的磨損及壽命影響較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種易切削非調(diào)質(zhì)鋼，針對現(xiàn)有技術(shù)中的產(chǎn)品強度不足，或者高強度低塑韌性的問題，該易切削非調(diào)質(zhì)鋼通過合金成分的調(diào)整，并結(jié)合V、N、Ti的析出強化及細(xì)晶強化作用，在不降低塑韌性的前提下，提高材料的強度。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種易切削非調(diào)質(zhì)鋼，其化學(xué)元素質(zhì)量百分比為：

C：0.35-0.45％；Si：0.45-0.65％；Mn：1.35-1.65％；S：0.025-0.065％；V：0.07-0.15％；Ti：0.01-0.018％；N：0.012-0.017％；Al：0.015-0.035％；Ca：0.0008-0.0025％；余量為鐵和其他不可避免的雜質(zhì)；且滿足S/Ca為20-60。

本發(fā)明所述的易切削非調(diào)質(zhì)鋼的各化學(xué)元素的設(shè)計原理如下所述：

C：在本發(fā)明所述的易切削非調(diào)質(zhì)鋼中，C對鋼的強韌性影響較大，鋼的塑韌性隨著C的質(zhì)量百分比的增加而降低，因此，C的質(zhì)量百分比越低，鋼的塑韌性越好，但是C元素又是保證強度的重要手段，碳的質(zhì)量百分比較低時，其強度不足。因此，在本發(fā)明所述的易切削非調(diào)質(zhì)鋼中對C的質(zhì)量百分比控制在0.35-0.45％時，既能保證較高的強度，同時塑韌性又沒有明顯的下降。