[發明專利]Fe-Mn-Al-S系低密度易切削鋼及其制備方法在審

申請號：	202110552884.1	申請日：	2021-05-20
公開（公告）號：	CN113278894A	公開（公告）日：	2021-08-20
發明（設計）人：	王英虎	申請（專利權）人：	成都先進金屬材料產業技術研究院股份有限公司
主分類號：	C22C38/04	分類號：	C22C38/04;C22C38/06;C22C38/60;C22C38/08;C22C38/12;C22C38/14;C22C33/06;C21D1/18;C21D6/00
代理公司：	成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124	代理人：	張小麗
地址：	610306 四川省成都市中國（四川）自由貿易試驗區成都市青白江區***	國省代碼：	四川;51
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摘要：
搜索關鍵詞：	fe mn al 密度切削及其制備方法
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【說明書】：

本發明屬于冶金技術領域，具體涉及一種Fe?Mn?Al?S系低密度易切削鋼及其制備方法。本發明所要解決的技術問題是提供一種Fe?Mn?Al?S系低密度易切削鋼，其化學質量百分數為：0.01～0.5％C、15.0～25.0％Mn、8.0～15.0％Al、0.1～0.5％S、1.0～5.0％Ni、0.001～0.005％V、0.001～0.005％Ti、P≤0.001％，其余為Fe與不可避免的雜質。本發明還提供了上述鋼的制備方法。本發明鋼具有易切削和密度低等優點，能夠很好地應用到汽車領域。

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，具體涉及一種Fe-Mn-Al-S系低密度易切削鋼及其制備方法。

背景技術

從材料選擇角度出發，目前汽車輕量化途徑主要有兩條：一是使用輕質材料，例如使用低密度的鋁及鋁合金、鎂及鎂合金、工程塑料等，但此類輕質材料由于自身強度很低的原因，嚴重限制了它們在汽車受力及承重部件中的應用。二是使用超高強度鋼替代傳統鋼材，降低鋼板厚度以減輕車身重量，但高強鋼板成形后容易產生回彈，回彈量遠大于傳統低碳鋼板，而且材料特性描述較為復雜很難得到控制。因此，迫切需要一種制備簡單、成本低廉且具有低密度與良好切削性能兼備的低密度易切削鋼的制備工藝。

發明內容

本發明目的為針對上述現有技術存在的不足，提供一種低密度與良好切削性相配合的Fe-Mn-Al-S系低密度易切削鋼及其制備方法。

本發明Fe-Mn-Al-S系低密度易切削鋼，其化學質量百分數為：0.01～0.5％C、15.0～25.0％Mn、8.0～15.0％Al、0.1～0.5％S、1.0～5.0％Ni、0.001～0.005％V、0.001～0.005％Ti、P≤0.001％，其余為Fe與不可避免的雜質。

優選的，上述Fe-Mn-Al-S系低密度易切削鋼中，Al的質量百分比含量為10.0～12.0％。

優選的，上述Fe-Mn-Al-S系低密度易切削鋼中，Mn與S的重量百分比滿足200≤Mn/S≤250；Al與C的重量百分比滿足8.5％≤Al+C≤12.5％。

本發明還提供了上述Fe-Mn-Al-S系低密度易切削鋼的制備方法，包括以下步驟：

1)配料：以高純鐵、高硫生鐵、電解錳、鎳板、海綿鈦、釩鐵、純鋁粒、增碳劑為原料，按照所述的Fe-Mn-Al-S系低密度易切削鋼所需成分進行配料；

2)造型：采用水玻璃砂造型，硬化砂型，然后在砂型內壁涂刷涂料，烘干后等待澆注備用；

3)熔煉：在1500～1600℃下熔煉，熔煉結束后在1550～1560℃精煉，精煉0～5min，得到合金鋼液體；

4)澆注：將溫度升到1550～1650℃后出鋼；脫氧、除渣后將合金溶液澆注到砂型中，空冷獲得鑄態低密度易切削鋼鋼錠；

5)熱處理：鑄件先進行固溶處理，固溶溫度為900～1150℃，保溫1～3h，采用水作為淬火介質，淬火介質初始溫度20～25℃；淬火后24h內進行時效處理，時效溫度為450～650℃，保溫1～5h，空冷，得到Fe-Mn-Al-S系低密度易切削鋼。

優選的，上述Fe-Mn-Al-S系低密度易切削鋼的制備方法中，所述的增碳劑為人造石墨、天然石墨或焦炭。