[發(fā)明專利]重型汽車用高強(qiáng)度非調(diào)質(zhì)鋼前軸及其生產(chǎn)工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210801542.3
• 申請(qǐng)日: 2022-07-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115074634B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝朝陽(yáng);齊李偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京高創(chuàng)智信冶金科技有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/02
• 分類號(hào): C22C38/02;C22C38/38;C22C38/60;C22C38/24;C22C38/26;C22C38/06;C22C38/28;C22C38/32;C22C33/06;B21B1/46;B23P15/00;C21D9/00;B60B35/02
• 代理公司: 北京東方盛凡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11562
• 代理人: 林佳純

本發(fā)明公開(kāi)了一種重型汽車用高強(qiáng)度非調(diào)質(zhì)鋼前軸及其生產(chǎn)工藝，屬于汽車制造領(lǐng)域。化學(xué)成分質(zhì)量百分比：C0.10?0.15％、Si0.80?1.40％、Mn2.40?3.00％、P≤0.015％、S0.020?0.050％、Cr0.40?0.80％、V0.05?0.10％、Nb0.040?0.060％、Al0.015?0.035％、Ti0.010?0.030％、B0.0020?0.0040％，O≤0.0015％、N0.014?0.020％，H≤0.0002％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明產(chǎn)品屈服強(qiáng)度≥900MPa，韌性好，低溫沖擊功≥50J，晶粒度≥9.0級(jí)，可滿足重型汽車前軸的性能要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于汽車制造領(lǐng)域，特別涉及一種重型汽車用高強(qiáng)度非調(diào)質(zhì)鋼前軸及其生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)

前軸總成是汽車的主要構(gòu)造之一，其利用轉(zhuǎn)向節(jié)的擺轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向，因此又稱轉(zhuǎn)向橋。由于其位于汽車前部，于是又被稱為“前橋”。為了保證車輛的安全行駛，前軸總成設(shè)有適當(dāng)?shù)那拜喍ㄎ唤恰?/p>

前軸的受力條件非常復(fù)雜，除了承受汽車的重量之外，還要承受地面和車架之間的垂直載荷、制動(dòng)力、側(cè)向力以及側(cè)向力所引起的彎矩等，服役環(huán)境非常苛刻，因此，對(duì)前軸成品的強(qiáng)度、塑性等指標(biāo)均有較為嚴(yán)格的要求。

近年來(lái)隨著汽車行業(yè)的高速發(fā)展，尤其是“碳達(dá)峰、碳中和”概念的提出，綠色環(huán)保型地非調(diào)質(zhì)鋼逐漸成為了研究的熱點(diǎn)。非調(diào)質(zhì)鋼不僅可以省略調(diào)質(zhì)處理工序，還能減少熱處理帶來(lái)的變形和開(kāi)裂，以及淬火帶來(lái)的微裂紋等潛在風(fēng)險(xiǎn)，從而降低廢品率，減少校正的比例，這樣生產(chǎn)成本得以大大降低，加工效率得以顯著提高。但是與42CrMo等調(diào)質(zhì)鋼相比，非調(diào)質(zhì)鋼的屈服強(qiáng)度偏低，同時(shí)韌性也偏低，這便成為了限制其快速發(fā)展的難題。尤其像前軸這樣的關(guān)鍵零部件，卡車在經(jīng)過(guò)山區(qū)或者戈壁灘等路況較差區(qū)域時(shí)，瞬時(shí)載荷會(huì)非常大，倘若屈服強(qiáng)度偏低，很容易導(dǎo)致前軸的變形不能夠完全恢復(fù)，并且變形還會(huì)越積累越嚴(yán)重，從而嚴(yán)重影響整車的性能。

基于上述內(nèi)容，開(kāi)發(fā)一種高強(qiáng)度高韌性的非調(diào)質(zhì)鋼前軸及其生產(chǎn)工藝，全面替代42CrMo等調(diào)質(zhì)處理鋼，勢(shì)在必行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種重型汽車用高強(qiáng)度非調(diào)質(zhì)鋼前軸及其生產(chǎn)工藝，通過(guò)全新的化學(xué)成分設(shè)計(jì)、優(yōu)化的合金加入順序、適宜的軋制工藝、鍛造之后速冷室控制冷卻，實(shí)現(xiàn)非調(diào)質(zhì)鋼前軸的屈服強(qiáng)度≥900MPa，同時(shí)韌性較好，-40℃低溫沖擊功≥50J，晶粒度≥9.0級(jí)，滿足了各種路況對(duì)商用車前軸的性能要求。

本發(fā)明的技術(shù)方案之一，一種高強(qiáng)度非調(diào)質(zhì)鋼，質(zhì)量百分比計(jì)，包括以下化學(xué)成分：C：0.10-0.15％、Si：0.80-1.40％、Mn：2.40-3.00％、P≤0.015％、S：0.020-0.050％、Cr：0.40-0.80％、V：0.05-0.10％、Nb：0.040-0.060％、Al：0.015-0.035％、Ti：0.010-0.030％、B：0.0020-0.0040％、O≤0.0015％、N：0.014-0.020％、H≤0.0002％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明的技術(shù)方案之二，上述高強(qiáng)度非調(diào)質(zhì)鋼的生產(chǎn)工藝，包括：

熔融鐵水經(jīng)轉(zhuǎn)爐吹煉后加入合金原料(出鋼過(guò)程加入)，然后依次進(jìn)行精煉、真空處理、連鑄大方坯、加熱爐加熱、除磷、軋制、冷卻、切分定尺、圓鋼步驟，得到所述高強(qiáng)度非調(diào)質(zhì)鋼。

進(jìn)一步地，鈦鐵在轉(zhuǎn)爐吹煉結(jié)束后轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程中加入；鋁含量為主的合金原料在精煉過(guò)程中加入；所述真空處理為RH真空處理，真空度＜67Pa的保持時(shí)間為12-18min，循環(huán)氣體為氮?dú)狻?/p>

進(jìn)一步地，鈦鐵在轉(zhuǎn)爐吹煉結(jié)束后轉(zhuǎn)爐出鋼1/3時(shí)加入，鋁含量為主的合金原料在精煉15min后通過(guò)鋁線方式喂入，喂入時(shí)間16-18min。

鈦鐵在轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程中轉(zhuǎn)爐出鋼1/3時(shí)加入可以形成大量的TiO₂夾雜物，抑制TiN夾雜物的形成，有利于提高產(chǎn)品的疲勞壽命。