[發(fā)明專利]一種汽車活塞銷用鋼及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210276984.0
• 申請日: 2022-03-21
• 公開（公告）號: CN114807745B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發(fā)明（設計）人: 張學誠;白云;紀玉忠;吳小林;盧明霞;曹紅福;陳斌;張永啟;鮑儉
• 申請（專利權）人: 江陰興澄特種鋼鐵有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/20;C22C38/22;C22C38/26;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/48;C21C7/064;C21C7/072;C21C7/10;C21D1/18;C21D1/32
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 趙海波

本發(fā)明涉及一種汽車活塞銷用鋼及其制造方法。該圓鋼的化學成分質量百分數(shù)為C:0.23～0.27％，Si:≤0.06％，Mn:0.65～0.80％，Cr:0.95～1.20％，P:≤0.015％,S:≤0.005％,Mo:0.20～0.35％,Nb:0.015～0.035％,Al:0.010～0.040％,N:0.008～0.023％,O:≤15ppm,H:≤1.5ppm,(Cu+Ni)≤0.06％,(Nb/93+Al/27?O*3/32)≥N/14余量為Fe及不可避免的雜質。經(jīng)KR鐵水脫硫預處理→轉爐初煉→精煉爐精煉→RH爐真空脫氣處理→小方坯連鑄→連鑄坯高溫擴散→鑄坯軋制→高溫軋材入退火爐球化退火→出爐空冷→鋸切→檢驗入庫等工藝步驟，制造的圓鋼直徑小于φ55mm。鋼材經(jīng)880℃淬火，600℃回火后，350℃環(huán)境下的抗拉強度為680?780Mpa,350℃環(huán)境下距圓鋼表面10毫米位置處夏比沖擊功≥108J，活塞銷在汽車發(fā)動機運行時其本身溫度最高能達到350℃左右。

技術領域

本發(fā)明涉及特種鋼冶煉、軋制以及熱處理的技術領域，具體涉及適于一種汽車用活塞銷用鋼及其制造方法。

背景技術

活塞銷，是用來連接活塞與連桿的部件，它的作用是將活塞承受的力傳給連桿。為順應汽車輕量化的發(fā)展趨勢，活塞銷要求質量盡可能小，因此圓鋼冷擠壓穿孔后活塞銷的壁厚要求盡可能要窄。活塞銷在發(fā)動機運行過程中承受很大的周期性沖擊負荷，且活塞銷運行環(huán)境較為惡劣，新一代的活塞銷運行時溫度可達350℃，在銷孔內(nèi)擺動角度較小，潤滑條件也較差，在此環(huán)境下需要不斷的承受來自連桿與活塞往復式?jīng)_擊。壁厚較窄的活塞銷必須擁有足夠的中溫沖擊性能、穩(wěn)定的強度與耐磨性能。良好的中溫沖擊韌性、強度、耐磨性能以及冷擠壓性能已經(jīng)成為了新一代高性能活塞銷用鋼的主要發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術提供一種汽車用活塞銷用鋼及其制造方法，通過特定的制造方法得到的活塞銷用鋼擁有足夠的中溫沖擊性能、穩(wěn)定的強度與耐磨性能以及冷擠壓性能。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術方案為：一種汽車用活塞銷用鋼，本發(fā)明鋼種的化學成分重量百分比為C:0.23～0.27％，Si:≤0.06％，Mn:0.65～0.80％，Cr:0.95～1.20％，P:≤0.015％,S:≤0.005％,Mo:0.20～0.35％,Nb:0.015～0.035％,Al:0.010～0.040％,N:0.008～0.023％,O:≤15ppm,H:≤1.5ppm,(Cu+Ni)≤0.06％,(Nb/93+Al/27-O*3/32)≥N/14，余量為Fe及不可避免的雜質。

本發(fā)明鋼各化學元素對應的主要作用及設計依據(jù)是：

C:是確保鋼材強度所必須的元素，提高鋼中的碳含量將會提高鋼的強度。但過高的C含量對鋼的韌性不利。本發(fā)明碳含量選擇范圍為0.23～0.27％。

Si:鋼中的硅元素會導致鋼材冷擠壓過程中產(chǎn)生冷作硬化與晶間氧化現(xiàn)象。本發(fā)明控制硅含量選擇范圍為Si≤0.06％。

Mn:是提升鋼材強度的元素。在低碳鋼中添加適量的Mn，可以保證鋼材達到所需的DI值與強度。因此，本發(fā)明錳含量選擇范圍為0.65～0.80％。

Cr:鉻和鐵形成連續(xù)固溶體，鉻與碳可形成碳化物(Cr，F(xiàn)e)7C3，該碳化物可以顯著提高鋼材的耐磨性能。同時，鉻能顯著增加鋼的DI值與強度，但過高的鉻會降低鋼材的塑性和韌性。本發(fā)明鉻含量選擇范圍為0.95～1.20％。

P、S:作為有害元素存在于鋼中，對鋼材的中溫抗拉強度與中溫沖擊存在較大影響，應盡量降低P與S的含量。本發(fā)明磷與硫含量選擇范圍為P:≤0.015％,S:≤0.005％。

Mo:在鋼中加入適量的Mo，可以促進鋼材片狀珠光體組織向球狀珠光體組織的轉變，從而提升球狀珠光體組織的占比。本發(fā)明鉬含量選擇范圍為0.20～0.35％。