一种耐磨低碳汽车用钢材料及其制造工艺.pdf

摘要
申请专利号：	CN201410353356.3	申请日：	2014.07.24
公开号：	CN104195442A	公开日：	2014.12.10
当前法律状态：	驳回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):C22C 38/32申请公布日:20141210\|\|\|专利申请权的转移IPC(主分类):C22C 38/32登记生效日:20160630变更事项:申请人变更前权利人:安徽广源科技发展有限公司变更后权利人:合肥康龄养生科技有限公司变更事项:地址变更前权利人:230001 安徽省合肥市经开区紫云路民营科技经济园BA座变更后权利人:230009 安徽省合肥市包河区桐城南路369号晶品城市公寓A单元8层\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):C22C 38/32申请日:20140724\|\|\|公开
IPC分类号：	C22C38/32; C21D8/00	主分类号：	C22C38/32
申请人：	安徽广源科技发展有限公司
发明人：	梁晓燕
地址：	230001 安徽省合肥市经开区紫云路民营科技经济园BA座
优先权：
专利代理机构：	安徽合肥华信知识产权代理有限公司 34112	代理人：	方琦
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内容摘要

本发明公开了一种耐磨低碳汽车用钢材料及其制造工艺，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.15-0.20%、硅0.5-0.6%、锰0.13-0.15%、铬0.2-0.3%、钛0.25-0.46%、硼0.042-0.059%、硫0.023-0.027%、磷0.2-0.25%、余量为铁；本发明的钢材料配方合理，采用低碳原则，在配方中添加铬、钛和硼合金钢元素，使得钢材料具有较好的综合力学性能，尤其具有强度和硬度高、耐磨性好，还保留了低碳自有的韧性，极大提高了低碳钢的机械性能；本发明的热处理工艺简单，效果好，降低金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工。

权利要求书

1. 一种耐磨低碳汽车用钢材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.15-0.20%、硅0.5-0.6%、锰0.13-0.15%、铬0.2-0.3%、钛0.25-0.46%、硼0.042-0.059%、硫0.023-0.027%、磷0.2-0.25%、余量为铁。

2. 一种如权利要求1所述的耐磨低碳汽车用钢材料的制造工艺，其特征在于包括以下步骤：
（1）合金块的制作：将生铁与锰铁按 1：2.3-2.5比例投入真空感应炉中熔化，再加入废钢，作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧；然后依次加入碳和硅合金元素合金化，所述的碳和硅合金元素加入量为其配方中各自质量百分比的二分之一，熔化过程中采用精炼剂精炼、浇铸、铸后热处理等，冷却后制成钢坯；
（2）铸造：将步骤（1）的钢坯放入电弧炉中熔化至熔融状态，保温2-4h，然后向其中加入剩余量的碳和硅合金元素，搅拌均匀，保温20-30分钟，再向其中加入其它剩余组成合金元素，充分搅拌均匀，在 1530-1620℃精炼60-75min，保温25-35min后取样，分析成分后，调整成分，熔化15-20min，铸造成型，出钢温度为1250-1520℃；
（3）锻造及热处理：对步骤（2）中的成型件进行锻造，开锻温度≥1250℃，终锻温度≥780℃，锻造变形量≥35%，锻造后将铸件加热至 800℃后逐渐冷却至室温。

说明书

一种耐磨低碳汽车用钢材料及其制造工艺
技术领域
本发明涉及一种合金钢及其制造方法，特别涉及一种耐磨低碳汽车用钢材料的制造工艺。
背景技术
汽车的金属配套零件，不仅在结构强度与功能上有较高的要求，同时在机械加工上同样重要，这样的要求不仅是满足汽车使用上的基本条件，同时也是安全可靠延长使用寿命的保障。
现有技术中，生产汽车配件的钢材为普通的中低含量合金钢，因这些汽车金属配件在使用功能上一般是频繁的运动部件，磨损率很高，更换频繁，增加了维护成本；寻找到一种提高硬度和耐磨性能，同时零件表面耐热性能高的中低含量的合金钢就显的非常重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐磨低碳汽车用钢材料的制造工艺。
本发明采用如下技术方案：
耐磨低碳汽车用钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.15-0.20%、硅0.5-0.6%、锰0.13-0.15%、铬0.2-0.3%、钛0.25-0.46%、硼0.042-0.059%、硫0.023-0.027%、磷0.2-0.25%、余量为铁。
耐磨低碳汽车用钢材料的制造工艺，包括以下步骤：
（1）合金块的制作：将生铁与锰铁按 1：2.3-2.5比例投入真空感应炉中熔化，再加入废钢，作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧；然后依次加入碳和硅合金元素合金化，所述的碳和硅合金元素加入量为其配方中各自质量百分比的二分之一，熔化过程中采用精炼剂精炼、浇铸、铸后热处理等，冷却后制成钢坯；
（2）铸造：将步骤（1）的钢坯放入电弧炉中熔化至熔融状态，保温2-4h，然后向其中加入剩余量的碳和硅合金元素，搅拌均匀，保温20-30分钟，再向其中加入其它剩余组成合金元素，充分搅拌均匀，在 1530-1620℃精炼60-75min，保温25-35min后取样，分析成分后，调整成分，熔化15-20min，铸造成型，出钢温度为1250-1520℃；
（3）锻造及热处理：对步骤（2）中的成型件进行锻造，开锻温度≥1250℃，终锻温度≥780℃，锻造变形量≥35%，锻造后将铸件加热至 800℃后逐渐冷却至室温。
本发明的有益效果：
本发明的钢材料配方合理，采用低碳原则，在配方中添加铬、钛和硼合金钢元素，使得钢材料具有较好的综合力学性能，尤其具有强度和硬度高、耐磨性好，还保留了低碳自有的韧性，极大提高了低碳钢的机械性能；本发明的热处理工艺简单，效果好，降低金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工。
具体实施方式
实施例1：耐磨低碳汽车用钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.18%、硅0.55%、锰0.14%、铬0.25%、钛0.3%、硼0.05%、硫0.025%、磷0.22%、余量为铁。
耐磨低碳汽车用钢材料的制造工艺，包括以下步骤：
（1）合金块的制作：将生铁与锰铁按 1：2.4比例投入真空感应炉中熔化，再加入废钢，作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧；然后依次加入碳和硅合金元素合金化，所述的碳和硅合金元素加入量为其配方中各自质量百分比的二分之一，熔化过程中采用精炼剂精炼、浇铸、铸后热处理等，冷却后制成钢坯；
（2）铸造：将步骤（1）的钢坯放入电弧炉中熔化至熔融状态，保温2-4h，然后向其中加入剩余量的碳和硅合金元素，搅拌均匀，保温25分钟，再向其中加入其它剩余组成合金元素，充分搅拌均匀，在 1550℃精炼65min，保温30min后取样，分析成分后，调整成分，熔化18min，铸造成型，出钢温度为1500℃；
（3）锻造及热处理：对步骤（2）中的成型件进行锻造，开锻温度≥1250℃，终锻温度≥780℃，锻造变形量≥35%，锻造后将铸件加热至 800℃后逐渐冷却至室温。
本发明制造的的汽车配件试验数据：抗拉强度σb≥ 1145MPa；屈服强度σ0.2≥ 1180MPa ；延伸率 δ5(‰) ≥ 12；断面收缩率ψ(‰)≥ 24；室温冲击韧性αku(42℃)≥69J/cm²；低温冲击韧性σku(-40℃)≥ 32J/cm²；硬度HRC32-25；由此合金钢制作的汽车配件的抗拉强度和低温冲击等性能远好于高锰钢，汽车配件的使用寿命能大大提高。

资源描述

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1、10申请公布号CN104195442A43申请公布日20141210CN104195442A21申请号201410353356322申请日20140724C22C38/32200601C21D8/0020060171申请人安徽广源科技发展有限公司地址230001安徽省合肥市经开区紫云路民营科技经济园BA座72发明人梁晓燕74专利代理机构安徽合肥华信知识产权代理有限公司34112代理人方琦54发明名称一种耐磨低碳汽车用钢材料及其制造工艺57摘要本发明公开了一种耐磨低碳汽车用钢材料及其制造工艺，其含有的化学元素成分及其质量百分比为碳015020、硅0506、锰013015、铬0203、钛02504。

2、6、硼00420059、硫00230027、磷02025、余量为铁；本发明的钢材料配方合理，采用低碳原则，在配方中添加铬、钛和硼合金钢元素，使得钢材料具有较好的综合力学性能，尤其具有强度和硬度高、耐磨性好，还保留了低碳自有的韧性，极大提高了低碳钢的机械性能；本发明的热处理工艺简单，效果好，降低金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工。51INTCL权利要求书1页说明书2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页10申请公布号CN104195442ACN104195442A1/1页21一种耐磨低碳汽车用钢材料，其特征在于其含有的化学元素成分及其质量百分比为。

3、碳015020、硅0506、锰013015、铬0203、钛025046、硼00420059、硫00230027、磷02025、余量为铁。2一种如权利要求1所述的耐磨低碳汽车用钢材料的制造工艺，其特征在于包括以下步骤（1）合金块的制作将生铁与锰铁按12325比例投入真空感应炉中熔化，再加入废钢，作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧；然后依次加入碳和硅合金元素合金化，所述的碳和硅合金元素加入量为其配方中各自质量百分比的二分之一，熔化过程中采用精炼剂精炼、浇铸、铸后热处理等，冷却后制成钢坯；（2）铸造将步骤（1）的钢坯放入电弧炉中熔化至熔融状态，保温24H，然后向其中加入剩余量的碳和硅合金元素，搅拌均匀，。

4、保温2030分钟，再向其中加入其它剩余组成合金元素，充分搅拌均匀，在15301620精炼6075MIN，保温2535MIN后取样，分析成分后，调整成分，熔化1520MIN，铸造成型，出钢温度为12501520；（3）锻造及热处理对步骤（2）中的成型件进行锻造，开锻温度1250，终锻温度780，锻造变形量35，锻造后将铸件加热至800后逐渐冷却至室温。权利要求书CN104195442A1/2页3一种耐磨低碳汽车用钢材料及其制造工艺技术领域0001本发明涉及一种合金钢及其制造方法，特别涉及一种耐磨低碳汽车用钢材料的制造工艺。背景技术0002汽车的金属配套零件，不仅在结构强度与功能上有较高的要求，同。

5、时在机械加工上同样重要，这样的要求不仅是满足汽车使用上的基本条件，同时也是安全可靠延长使用寿命的保障。0003现有技术中，生产汽车配件的钢材为普通的中低含量合金钢，因这些汽车金属配件在使用功能上一般是频繁的运动部件，磨损率很高，更换频繁，增加了维护成本；寻找到一种提高硬度和耐磨性能，同时零件表面耐热性能高的中低含量的合金钢就显的非常重要。发明内容0004本发明的目的在于提供一种耐磨低碳汽车用钢材料的制造工艺。0005本发明采用如下技术方案耐磨低碳汽车用钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为碳015020、硅0506、锰013015、铬0203、钛025046、硼00420059、硫002。

6、30027、磷02025、余量为铁。0006耐磨低碳汽车用钢材料的制造工艺，包括以下步骤（1）合金块的制作将生铁与锰铁按12325比例投入真空感应炉中熔化，再加入废钢，作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧；然后依次加入碳和硅合金元素合金化，所述的碳和硅合金元素加入量为其配方中各自质量百分比的二分之一，熔化过程中采用精炼剂精炼、浇铸、铸后热处理等，冷却后制成钢坯；（2）铸造将步骤（1）的钢坯放入电弧炉中熔化至熔融状态，保温24H，然后向其中加入剩余量的碳和硅合金元素，搅拌均匀，保温2030分钟，再向其中加入其它剩余组成合金元素，充分搅拌均匀，在15301620精炼6075MIN，保温2535MIN后取。

7、样，分析成分后，调整成分，熔化1520MIN，铸造成型，出钢温度为12501520；（3）锻造及热处理对步骤（2）中的成型件进行锻造，开锻温度1250，终锻温度780，锻造变形量35，锻造后将铸件加热至800后逐渐冷却至室温。0007本发明的有益效果本发明的钢材料配方合理，采用低碳原则，在配方中添加铬、钛和硼合金钢元素，使得钢材料具有较好的综合力学性能，尤其具有强度和硬度高、耐磨性好，还保留了低碳自有的韧性，极大提高了低碳钢的机械性能；本发明的热处理工艺简单，效果好，降低金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工。说明书CN104195442A2/2页4具体实施方式0008实施例1耐磨低。

8、碳汽车用钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为碳018、硅055、锰014、铬025、钛03、硼005、硫0025、磷022、余量为铁。0009耐磨低碳汽车用钢材料的制造工艺，包括以下步骤（1）合金块的制作将生铁与锰铁按124比例投入真空感应炉中熔化，再加入废钢，作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧；然后依次加入碳和硅合金元素合金化，所述的碳和硅合金元素加入量为其配方中各自质量百分比的二分之一，熔化过程中采用精炼剂精炼、浇铸、铸后热处理等，冷却后制成钢坯；（2）铸造将步骤（1）的钢坯放入电弧炉中熔化至熔融状态，保温24H，然后向其中加入剩余量的碳和硅合金元素，搅拌均匀，保温25分钟，再向其中加。

9、入其它剩余组成合金元素，充分搅拌均匀，在1550精炼65MIN，保温30MIN后取样，分析成分后，调整成分，熔化18MIN，铸造成型，出钢温度为1500；（3）锻造及热处理对步骤（2）中的成型件进行锻造，开锻温度1250，终锻温度780，锻造变形量35，锻造后将铸件加热至800后逐渐冷却至室温。0010本发明制造的的汽车配件试验数据抗拉强度B1145MPA；屈服强度021180MPA；延伸率512；断面收缩率24；室温冲击韧性KU4269J/CM2；低温冲击韧性KU4032J/CM2；硬度HRC3225；由此合金钢制作的汽车配件的抗拉强度和低温冲击等性能远好于高锰钢，汽车配件的使用寿命能大大提高。说明书CN104195442A。

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