CN104195432A - 一种用于汽车变速齿轮的合金钢材料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于汽车变速齿轮的合金钢材料及其制造方法，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.02-0.03%、硅0.36-0.38%、锰0.032-0.04%、铝0.1-0.12%、钛0.02-0.025%、镧0.04-0.045%、镨0.02-0.025%、钕0.03-0.05%、铌0.001-0.002%、钴0.025-0.028%、硫0.03-0.04%、磷≤0.02%、余量为铁；本发明采用优选合金配方，在配方中添加了钛和镧系元素多种合金元素，制得的合金质量轻，硬度高，光泽度好，抗冲击性强，在低温情况下仍然具有较强的延展性，并且具有耐腐蚀性能，可锻造不同轻质精密汽车变速齿轮。

Description

一种用于汽车变速齿轮的合金钢材料及其制造方法

 

技术领域

本发明涉及一种合金钢及其制造方法，特别涉及一种用于汽车变速齿轮的合金钢材料的制造方法。

 

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用于汽车变速齿轮的合金钢材料的制造方法。

本发明采用如下技术方案：

用于汽车变速齿轮的合金钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.02-0.03%、硅0.36-0.38%、锰0.032-0.04%、铝0.1-0.12%、钛0.02-0.025%、镧0.04-0.045%、镨0.02-0.025%、钕0.03-0.05%、铌0.001-0.002%、钴0.025-0.028%、硫0.03-0.04%、磷≤0.02%、余量为铁。

用于汽车变速齿轮的合金钢材料的制造方法，包括以下步骤：

（1）配料：以合金钢质量百分比计，按以下化学成分配料，钛0.02-0.025%、镧0.04-0.045%、镨0.02-0.025%、钕0.03-0.05%、铌0.001-0.002%、钴0.025-0.028%，放入熔炼炉熔炼，保温20-30分钟后，继续熔炼1-2h，出炉温度为 1350℃-1380℃；然后浇注成合金块，取出空冷备用；

（2）将钛硅钛合金和生铁按 1：4.5-5.0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；铁水熔清后测温，当铁水温度达到 1350-1500℃时，按合金元素的质量百分比加入铝粉和锰粉，再加入步骤（1）的合金块，熔融搅拌混合后，再向其中按组成原料质量百分比加入其他剩余合金元素，保温20-30分钟，在 1490-1630℃精炼50-60min，保温20-30min后取样，分析成分后，调整成分，熔化20-25min，铸造成型，出钢温度为1480-1520℃；

（3）热处理：将步骤（2）铸造成型的铸件先加热到 1050℃进行淬火，然后 650℃保温2-3小时，720℃保温1-2小时，800℃保温1-2小时，然后用 330℃-400℃回火，时间控制在 4-5小时。

本发明的有益效果：

本发明采用优选合金配方，在配方中添加了钛和镧系元素多种合金元素，制得的合金质量轻，硬度高，光泽度好，抗冲击性强，在低温情况下仍然具有较强的延展性，并且具有耐腐蚀性能，可锻造不同轻质精密汽车变速齿轮。

 

具体实施方式

实施例1：用于汽车变速齿轮的合金钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.025%、硅0.37%、锰0.035%、铝0.11%、钛0.022%、镧0.045%、镨0.022%、钕0.04%、铌0.0015%、钴0.027%、硫0.035%、磷≤0.02%、余量为铁。

用于汽车变速齿轮的合金钢材料的制造方法，包括以下步骤：

（1）配料：以合金钢质量百分比计，按以下化学成分配料，钛钛0.022%、镧0.045%、镨0.022%、钕0.04%、铌0.0015%、钴0.027%，放入熔炼炉熔炼，保温25分钟后，继续熔炼1-2h，出炉温度为 1350℃；然后浇注成合金块，取出空冷备用；

（2）将钛硅钛合金和生铁按 1：4.8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；铁水熔清后测温，当铁水温度达到 1400℃时，按合金元素的质量百分比加入铝粉和锰粉，再加入步骤（1）的合金块，熔融搅拌混合后，再向其中按组成原料质量百分比加入其他剩余合金元素，保温20-30分钟，在 1490-1630℃精炼50-60min，保温20-30min后取样，分析成分后，调整成分，熔化20-25min，铸造成型，出钢温度为1480-1520℃；

（3）热处理：将步骤（2）铸造成型的铸件先加热到 1050℃进行淬火，然后 650℃保温2-3小时，720℃保温1-2小时，800℃保温1-2小时，然后用 350℃回火，时间控制在 4-5小时。

本发明制造的的合金钢材料试验数据：抗拉强度σb≥ 1370MPa；屈服强度σ_0.2≥ 1055MPa ；低温冲击韧性σku(-40℃)≥ 39J/cm²；硬度HRC 62-67，常温下氧化120h后增重量为9.7g/m²。

抗硫酸试验：试验方法参照JB/T 7901-2001《金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法》标准进行硫酸的浸泡试验，浸泡时间为 24h，腐蚀速率为0.08mg/(cm²·h)。

Claims (2)

1.一种用于汽车变速齿轮的合金钢材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.02-0.03%、硅0.36-0.38%、锰0.032-0.04%、铝0.1-0.12%、钛0.02-0.025%、镧0.04-0.045%、镨0.02-0.025%、钕0.03-0.05%、铌0.001-0.002%、钴0.025-0.028%、硫0.03-0.04%、磷≤0.02%、余量为铁。

2.一种如权利要求1所述的用于汽车变速齿轮的合金钢材料的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）配料：以合金钢质量百分比计，按以下化学成分配料，钛0.02-0.025%、镧0.04-0.045%、镨0.02-0.025%、钕0.03-0.05%、铌0.001-0.002%、钴0.025-0.028%，放入熔炼炉熔炼，保温20-30分钟后，继续熔炼1-2h，出炉温度为 1350℃-1380℃；然后浇注成合金块，取出空冷备用；

（2）将钛硅钛合金和生铁按 1：4.5-5.0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；铁水熔清后测温，当铁水温度达到 1350-1500℃时，按合金元素的质量百分比加入铝粉和锰粉，再加入步骤（1）的合金块，熔融搅拌混合后，再向其中按组成原料质量百分比加入其他剩余合金元素，保温20-30分钟，在 1490-1630℃精炼50-60min，保温20-30min后取样，分析成分后，调整成分，熔化20-25min，铸造成型，出钢温度为1480-1520℃；

（3）热处理：将步骤（2）铸造成型的铸件先加热到 1050℃进行淬火，然后 650℃保温2-3小时，720℃保温1-2小时，800℃保温1-2小时，然后用 330℃-400℃回火，时间控制在 4-5小时。