[發明專利]一種非調質鋼電機軸及其加工方法

在審

• 申請號: 201711101139.5
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN109759779A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 周志偉;劉家善;程勇;俞杰;包耀宗;王乾;周旭;徐益峰;劉棟林
• 申請（專利權）人: 蘇州蘇信特鋼有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B21B37/74;B21J9/20;B21K29/00;H02K7/00;C21D1/10;C21D1/18;C21D8/00;C21D9/28;C22C38/00;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 陶敏;黃健

本發明提供一種非調質鋼電機軸及其加工方法。本發明的非調質鋼電機軸的加工方法，包括如下步驟：1)對非調質鋼鋼坯進行控溫熱壓力加工和控速冷卻，得到非調質鋼圓鋼；2)對所述非調質鋼圓鋼進行熱處理，得到非調質鋼電機軸；其中，所述控溫熱壓力加工為控溫軋制或控溫鍛造，所述控溫軋制是將終軋溫度控制為780?850℃，所述控溫鍛造是將終鍛溫度控制為780?850℃，所述控速冷卻是將冷卻速度控制為3?5℃/s。本發明的非調質鋼電機軸的強度和表面硬度高，整體承載和耐磨性能好。

技術領域

本發明涉及一種電機軸，具體涉及一種非調質鋼電機軸及其加工方法。

背景技術

目前，新能源汽車電機軸主要采用調質40Cr和20CrMnTiH來保證心部的韌性和表面的強度；其中，調質40Cr主要采用調質及表面淬火工藝，而20CrMnTiH主要采用滲碳淬火及低溫回火工藝。然而，調質處理、滲碳淬火及低溫回火熱處理需要耗費大量的能源和時間，從而提高了零件的生產周期和生產成本；此外，材料在滲碳淬火過程中容易產生變形等問題。

非調質鋼是在中碳錳鋼的基礎上加入微合金化元素，該元素在加熱過程中溶于奧氏體中并以細小的碳化物的氮化物形式在先析出的鐵素體和珠光體中析出，析出物與母相保持共格關系，使鋼強化。非調質鋼的顯微組織主要包括鐵素體組織和珠光體組織，其力學性能主要取決于基體顯微組織和析出相的強化，可區分為熱鍛用非調質鋼、直接切削用非調質鋼、冷作強化非調質鋼和高韌性非調質鋼。目前，國內非調質鋼的抗拉強度通常為800-900Mpa，表面硬度通常為50-56HRC。

公開號為CN 104651753 A的專利公開了一種重型汽車平衡軸用非調質鋼，該非調質鋼按質量百分比計包括以下成分：C：0.20-0.35％，Si：0.20-0.45％，Mn：1.50-2.30％，P≤0.010％，S≤0.080％，Cr：0.30-0.70％，V：0.05-0.30％，Ni≤0.30％，Cu≤0.20％，Mo≤0.20％，Ti≤0.035％，Alt：0.010-0.040％，N：0.008-0.020％，O≤0.0015％，H≤0.00010％，Sn≤0.010％，Sb≤0.010％，As≤0.015％，Pb≤0.010％，其余為Fe。上述非調質鋼的抗拉強度可達960-1000Mpa，屈服強度可達700-750Mpa，然而該材料的強度和表面硬度仍有待進一步提高。

發明內容

本發明提供一種非調質鋼電機軸及其加工方法，該非調質鋼電機軸的強度和表面硬度高，整體承載和耐磨性能好。

本發明提供一種非調質鋼電機軸的加工方法，包括如下步驟：

1)對非調質鋼鋼坯進行控溫熱壓力加工和控速冷卻，得到非調質鋼圓鋼；

2)對所述非調質鋼圓鋼進行熱處理，得到非調質鋼電機軸；

其中，所述控溫熱壓力加工為控溫軋制或控溫鍛造，所述控溫軋制是將終軋溫度控制為780-850℃，所述控溫鍛造是將終鍛溫度控制為780-850℃，所述控速冷卻是將冷卻速度控制為3-5℃/s。

本發明的加工方法通過在線控溫控冷實現對材料的強化，區別于傳統非調質鋼加工方法在熱壓力加工過程中無需進行過多控制，本發明非調質鋼電機軸的加工方法對熱壓力加工的終軋/終鍛溫度和熱壓力加工后的冷卻速度的控制要求較為嚴格；具體地，本發明將終軋/終鍛溫度控制在780-850℃，可將材料的奧氏體晶粒度控制在8級左右，實現良好的細晶強化作用；此外，本發明將熱壓力加工后的冷速控制在3-5℃/s，可在抑制共析鐵素體析出的同時顯著細化組織，同時還可確保微合金元素的碳氮化物在冷卻過程中以彌散的析出，提高了非調質鋼電機軸的強度和韌性，確保了電機軸心部的硬度，保證了電機軸的整體承載性能。