CN101195896A - 用于制造减速电机主轴和齿轮的耐腐蚀、高强度合金钢 - Google Patents
用于制造减速电机主轴和齿轮的耐腐蚀、高强度合金钢 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种合金钢,特别是一种用于制造减速电机主轴和齿轮的耐腐蚀、高强度合金钢。它含有小于0.07wt.%的C、小于0.5wt.%的Si、小于1.0wt.%的Mn、4-5wt.%的Ni、15-17wt.%的Cr、3.0-3.5wt.%的Cu、0.3-0.5wt.%的Nb,小于0.035wt.%的P、小于0.03wt.%的S、其余为Fe和少量的杂质。本发明具有可用于制作轴和齿轮的材料,其综合耐腐蚀性与304不锈钢相当,解决304(1Cr18Ni9Ti)不锈钢热处理温高相当而优于420(2Cr13),解决304不锈钢硬度底,不能热处理强化,420不锈钢热处理温高,引起轴和齿轮变形,降低精度等缺点。
Description
技术领域
本发明涉及一种合金钢,特别是一种用于制造减速电机主轴和齿轮的耐腐蚀、高强度合金钢。
背景技术
减速电机的主轴和齿轮在一些特殊应用场合需要较高的耐腐蚀性能,为了少磨损增长寿命,且要求其硬度达HRC40以上,其耐腐蚀要求相当于304不锈钢。但304不锈钢强度低,不能满足该轴的机械性能要求。
发明内容
本发明提供了一种用于制造减速电机主轴和齿轮的耐腐蚀、高强度合金钢,解决了现有技术所存在的上述问题。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案解决的:
一种用于制造减速电机主轴和齿轮的耐腐蚀、高强度合金钢,含有小于0.07wt.%的C、小于0.5wt.%的Si、小于1.0wt.%的Mn、4-5wt.%的Ni、15-17wt.%的Cr、3.0-3.5wt.%的Cu、0.3-0.5wt.%的Nb,小于0.035wt.%的P、小于0.03wt.%的S,其余为Fe和少量的杂质。
申请人采用沉淀析出强化的耐腐蚀不锈钢来制造该轴和齿轮,其性能和加工精度能构满足较高的要求。弥散析出强化的耐腐蚀不锈钢是通过适当的热处理,在基体上沉淀析出微细的金属间化合物,以获得高强度和一定的耐腐蚀性相结合的高强度不锈钢.用于制作轴和齿轮的材料,其综合耐腐蚀性与304(1Cr18Ni9Ti)不锈钢相当而优于420(2Cr13),解决304不锈钢硬度底,420不锈钢热处理温高,引起轴和齿轮变形,降低精度等缺点,经过测试,热处理后的硬度为40-45HRC;由于可用低温热处理,轴和齿轮等零件均没有产生显著变形,产品获得了外商的认可。
上述成分的优选量为:所述的C含量小于0.05wt.%、所述的Si含量小于0.4wt.%、所述的Mn含量小于0.8wt.%,所述的P含量小于0.030wt.%、所述的S含量小于0.030wt.%。实践证明上述低含量的C使得本发明的钢的耐磨性能显著提高。
将预先固溶热处理后的材料用高速钢刀具加工,加工时冷却液用一般乳化液。机加工尺寸加上时效处理时变形的修正量。在相同切削条件下,刀刃磨损与304不锈钢相当。
机加工后的零件在450-500保温处理,此时材料析出微细的金属间化合物,材料的硬度和强度大幅度提高。时效处理后其硬度比固溶状态可提高约10HRC达40-45HRC,由于时效处理温度底,加热和冷却时无相变,加热和冷却速度底,所以时效处理后变形很少,其径向变形率小于万分之五(收缩),轴向变形率小于万分之四(收缩),并且变形率基本恒定,时效处理前的轴的尺寸根据变形率而进行修正,使时效处理后的尺寸达到要求。
因此,本发明具有可用于制作轴和齿轮的材料,其综合耐腐蚀性与304不锈钢相当,解决304(1Cr18Ni9Ti)不锈钢热处理温高相当而优于420(2Cr13),解决304不锈钢硬度底,不能热处理强化,420不锈钢热处理温高,引起轴和齿轮变形,降低精度等缺点。
附图说明
附图1是本发明的实现温度处理-硬度曲线图,温度单位是摄氏度。
具体实施方式
下面通过具体实施例,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1-3:表1列出了本发明所述的典型化学成份组成和对比例的组成,将表中实施例1所述组成的组合物在感应炉熔化,并浇注成钢锭,锻成10-15毫米的圆棒。
表1
利用本发明所述的材料制作减速电机主轴和齿轮的工艺流程如下:先选取表1实施例1中各组分进行混合后熔炼,将所得熔炼物浇铸,浇注成型后锻造,将其进行固溶热处理,热处理后的产品进行机加工,将成型的产品进行时效热处理。具体的各过程的处理工艺见表2-4。
表2为锻造工艺
表2锻造工艺
加热温度℃ | 始锻温度℃ | 终锻温度℃ | 冷却方式 |
1180-1200 | 1100-1150 | ≥800 | 空冷 |
表3为固溶热处理工艺
表3固溶热处理工艺
固溶温度℃ | 保温时间小时 | 冷却方式 | 硬度HRC |
1030-1050 | 1-3 | 空冷 | 33-36 |
表4为时效热处理工艺
表4时效热处理工艺
时效温度℃ | 保温时间(小时) | 冷却方式 | 硬度HRC |
450-500 | 3-6 | 空冷 | 40-45 |
本实施例1和对比例1和对比例2主要性能对比见下表5,利用洛氏硬度计测量硬度,相同条件下在固溶状态下的铣削加工做机加工性能对比,实用3%NaCl溶液4星期腐蚀实验,测量其腐蚀速率。
表5性能对比
实施例2-3采用和实施例1相同的方法制得最终产品。
Claims (2)
1.用于制造减速电机主轴和齿轮的耐腐蚀、高强度合金钢,含有小于0.07wt.%的C、小于0.5wt.%的Si、小于1.0wt.%的Mn、4-5wt.%的Ni、15-17wt.%的Cr、3.0-3.5wt.%的Cu、0.3-0.5wt.%的Nb,小于0.035wt.%的P、小于0.03wt.%的S、其余为Fe和少量的杂质。
2.根据权利要求1所述的用于制造减速电机主轴和齿轮的耐腐蚀、高强度合金钢,其特征在于:所述的C含量小于0.05wt.%、所述的Si含量小于0.4wt.%、所述的Mn含量小于0.8wt.%,所述的P含量小于0.030wt.%、所述的S含量小于0.030wt.%。
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