一种轴类材料用氮化钢及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种轴类材料用氮化钢及其制备方法，按照重量百分比计含有C：0.2％～0.3％、Si：0.1～1％、Mn：0.5～1％、Cr：1％～1.2％、S：0.001～0.030％、Al：0.1～0.5％、Ti：0.6％～1.2％、Ni：0.05～0.2％，剩余部分包括Fe和不可避免的杂质；并且将以下元素限制为：P：0.02％以下、O：0.06％以下。本发明以有效地解决传统氮化钢生产工艺、质量和使用方面的技术难题。
【专利说明】
一种轴类材料用氮化钢及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及轴类零件生产加工技术领域，具体属于一种轴类材料用氮化钢及其制备方法。
【背景技术】
[0002]氮化钢经过渗氮热处理后具有很高的表面硬度(HV950?1200，相当于HRC65?72)、耐磨性和疲劳强度，并且具有良好的耐热性和腐蚀性能;而且，氮化钢的高硬度可以维持到600°C左右。氮化钢在一些特殊工况显示了良好的性能，主要用于机械制造、航空工业及军工等领域。近年来对氮化钢的市场需求上升较快。传统的氮化钢38CrMoAl是一种合金结构钢，而且是一种专用渗氮钢，该钢具有良好的淬透性，同时钢中由于含有Mo而抑制了高温回火脆性。然而，传统的氮化钢中的铝含量高，造成钢中夹杂物多，钢的表面质量差和渗氮热处理氮化层较脆。传统的氮化钢38CrMoAl由于生产难度高，连续浇注炉数少，因此，很多钢厂仍采用模铸工艺生产，造成钢的质量和成本控制困难。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本发明的目的是提供了一种轴类材料用氮化钢，以有效地解决传统氮化钢生产工艺、质量和使用方面的技术难题。
[0004]本发明采用的技术方案如下:
[0005]—种轴类材料用氮化钢，按照重量百分比计含有C:0.2%?0.3%、S1:0.1?1%、Mn:0.5?l%、Cr:l%?1.2%、S:0.001?0.030%、Al:0.1?0.5%、T1:0.6%?1.2%、N1:
0.05?0.2%，剩余部分包括Fe和不可避免的杂质;并且将以下元素限制为:P:0.02%以下、0:0.06% 以下。
[0006]—种轴类材料用氮化钢的制备方法，冶炼:采用电弧炉冶炼，配料为重量百分比大于或等于40%的铁水和重量百分比为40%?60%的废钢，控制终点C30.2%、P<0.020%，残余元素含量符合设计要求，钢水的出钢温度为1600°C?1650°C，其中，在钢包内进行预脱氧合金化，出钢过程加入Al;然后，进行LF炉外精炼，精炼过程全程吹氩，保持白渣时间在20?30min;精炼后进行真空处理，真空度小于67Pa，保持时间在20?25min，真空处理后软吹氩时间大于12分钟；
[0007]浇注:采用连铸全程保护浇注，连铸中采用电磁搅拌；
[0008]乳制:对连铸坯进行缓冷后乳制，控制加热炉均热温度为1200°C?1240°C，加热时间为2.5?3小时，开乳温度为1100 °C?1110 °C，终乳温度为860 V?960 V ；
[0009]氮化处理:在氮气中保持60分钟以上，温度在600左右;然后自然冷却，在进行除了氮化气氛以外的气氛中于600?680°C下保持10分钟。
[0010]与已有技术相比，本发明的有益效果如下:
[0011]本发明钢具有良好的淬透性和较好的综合力学性能，钢的氮化层表面硬度大于HV1000;因此，根据本发明的高铝氮化钢适用于渗氮热处理，渗氮后渗氮层深、表面硬度高，钢的切削性能良好。以有效地解决传统氮化钢生产工艺、质量和使用方面的技术难题。
【具体实施方式】
[0012]实施例1，一种轴类材料用氮化钢，按照重量百分比计含有C:0.2 %?0.3 %、S1:
0.1?l%、Mn:0.5?l%、Cr:l%?1.2%、S:0.001?0.030%、Al:0.1?0.5%、T1:0.6%?
1.2%、N1:0.05?0.2%，剩余部分包括Fe和不可避免的杂质；并且将以下元素限制为:P:
0.02% 以下、0:0.06% 以下。
[0013]—种轴类材料用氮化钢的制备方法，冶炼:采用电弧炉冶炼，配料为重量百分比大于或等于40%的铁水和重量百分比为40%?60%的废钢，控制终点C30.2%、P<0.020%，残余元素含量符合设计要求，钢水的出钢温度为1600°C?1650°C，其中，在钢包内进行预脱氧合金化，出钢过程加入Al;然后，进行LF炉外精炼，精炼过程全程吹氩，保持白渣时间在20?30min;精炼后进行真空处理，真空度小于67Pa，保持时间在20?25min，真空处理后软吹氩时间大于12分钟；
[0014]浇注:采用连铸全程保护浇注，连铸中采用电磁搅拌；
[0015]乳制:对连铸坯进行缓冷后乳制，控制加热炉均热温度为1200°C?1240°C，加热时间为2.5?3小时，开乳温度为1100 °C?1110 °C，终乳温度为860 V?960 V ；
[0016]氮化处理:在氮气中保持60分钟以上，温度在600左右;然后自然冷却，在进行除了氮化气氛以外的气氛中于600?680°C下保持10分钟。
[0017]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种轴类材料用氮化钢，其特征在于，按照重量百分比计含有C: 0.2 %?0.3 %、S1:0.1?l%、Mn:0.5?l%、Cr:l%?1.2%、S:0.001?0.030%、Al:0.1?0.5%、T1:0.6%?1.2%、N1:0.05?0.2%，剩余部分包括Fe和不可避免的杂质；并且将以下元素限制为:P:0.02% 以下、0:0.06% 以下。2.根据权利要求1所述的一种轴类材料用氮化钢的制备方法，其特征在于:冶炼:采用电弧炉冶炼，配料为重量百分比大于或等于40%的铁水和重量百分比为40%?60%的废钢，控制终点O0.2% K0.020%，残余元素含量符合设计要求，钢水的出钢温度为1600°C?1650°C，其中，在钢包内进行预脱氧合金化，出钢过程加入Al;然后，进行LF炉外精炼，精炼过程全程吹氩，保持白渣时间在20?30min;精炼后进行真空处理，真空度小于67Pa，保持时间在20?25min，真空处理后软吹氩时间大于12分钟； 浇注:采用连铸全程保护浇注，连铸中采用电磁搅拌； 乳制:对连铸坯进行缓冷后乳制，控制加热炉均热温度为12000C?12400C，加热时间为2.5?3小时，开乳温度为1100 °C?1110 °C，终乳温度为860 V?960 V ； 氮化处理:在氮气中保持60分钟以上，温度在600左右;然后自然冷却，在进行除了氮化气氛以外的气氛中于600?680°C下保持10分钟。
【文档编号】B21B1/02GK105908077SQ201610427556
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月16日
【发明人】査凌宇
【申请人】安庆市吉安汽车零件锻轧有限公司