CN105970090A - 一种抗塑性变形能力高的汽车用螺栓材料 - Google Patents
一种抗塑性变形能力高的汽车用螺栓材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105970090A CN105970090A CN201610334552.5A CN201610334552A CN105970090A CN 105970090 A CN105970090 A CN 105970090A CN 201610334552 A CN201610334552 A CN 201610334552A CN 105970090 A CN105970090 A CN 105970090A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- powder
- temperature
- niobium carbide
- bolt material
- plasticity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/17—Metallic particles coated with metal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/06—Deoxidising, e.g. killing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/064—Dephosphorising; Desulfurising
- C21C7/0645—Agents used for dephosphorising or desulfurising
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/32—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
本发明公开了一种抗塑性变形能力高的汽车用螺栓材料,各元素按重量百分比为:碳:0.3‑0.8%,硅:0.5‑0.6%,硼:0.05‑0.1%,锰:2.0‑3.5%,锌:0.1‑0.2%,铬:0.02‑0.04%,铝:0.007‑0.05%,钇:0.01‑0.03%,硫≤0.015%,磷≤0.015%,余量为铁和不可避免的杂质;本发明所制备的钢材抗塑性变形能力好、强度高、耐腐蚀性好,能有效地防止或避免出现开裂的情况发生,保证了汽车使用安全性,值得推广。
Description
技术领域
本发明涉及汽车零部件技术领域,尤其涉及一种抗塑性变形能力高的汽车用螺栓材料。
背景技术
钢铁材料因高的强度和良好的韧性在机械工程制造业中占据着重要地位,近年来,机械工程结构日益向巨型化、高参量方向发展,对钢铁材料的性能提出了越来越高的要求,外加入颗粒强化钢铁材料具有诸多方面的优势,但是往往在增加强度、硬度的前提下以降低塑韧性为代价。秦森在《外加颗粒强化铁基材料的纳米NbC/Fe(Fe3C)复合粉末制备技术及应用》一文中选择NbC作为强化相颗粒,在熔炼与铸造过程中分别将其加到低碳钢和高铬铸铁溶液中,以达到钢铁组织细化和力学性能强化的目的。碳化铌具有高熔点、高硬度、高弹性模量、高耐磨、热力学稳定等性能,所以这些特点成为钢铁材料中较为理想的强化相而被广泛应用。但是如何实现碳化铌颗粒在金属基体中均匀分布以及与基体界面的良好结合是首要解决的关键问题。作者提出了复合粉末增强碳化铌颗粒在钢液中分散性的方法,他在铌-石墨球磨体系中加入铝粉,实现了Al原子在Nb晶格中的置换式固溶,对球磨形成的(Nb-Al)C固溶体加热,得到Al掺杂的碳化铌碳化物,将碳化铌颗粒的真实密度降低到接近钢铁液的密度值。此外还提出了增强碳化铌颗粒在钢铁液中分散性的问题,将碳化铌非均匀固溶体粉末中加入Fe粉经过真空加热实现碳化铌颗粒在铁粉基体中的原位生成,这样增强了碳化铌在钢铁液中的分散性。虽然他提供了一种接近钢铁液密度值和一种在钢铁液中分散性好的两种碳化铌复合粉末,但是在炼钢过程中分散性和密度值问题不能同时得到解决,限制了钢铁行业大规模的发展,并且铝粉容易发生氧化,在制备掺铝碳化铌时质量稳定性不高。。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷,提供一种抗塑性变形能力高的汽车用螺栓材料。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种抗塑性变形能力高的汽车用螺栓材料,按照如下步骤制得:
a、熔炼:将低硫磷洁净废钢加入到高频感应熔炼炉中融化成钢水后添加增碳剂,待炉内的温度升至1500-1560℃,加入低碳铬铁、硼铁、硅和锰,保温20-45min后加入锌、铝锭和钇,待完全熔化后加入改性碳化铌,升高温度至1630-1660℃,恒温保持搅拌5-10min得基质合金液;
b、检测:检测基质合金液的组分含量,补加材料使各元素按重量百分比为:碳:0.3-0.8%,硅:0.5-0.6%,硼:0.05-0.1%,锰:2.0-3.5%,锌:0.1-0.2%,铬:0.02-0.04%,铝:0.007-0.05%,钇:0.01-0.03%,硫≤0.015%,磷≤0.015%,余量为铁和不可避免的杂质;
c、浇注:将基质合金液转移至精炼炉中,加入复合精炼剂进行脱氧、脱硫、排渣处理,复合脱氧剂与钢水用量比为2-3公斤/吨,真空脱气,当温度降低至1550℃时浇筑在耐火铸型中即可。
所述一种抗塑性变形能力高的汽车用螺栓材料,在a中,所述改性碳化铌的制备方法是:将石墨粉、铌粉按照原子质量1:1装入球磨罐中,抽真空后充入高纯氩气保护,在球料比40:1、转速280r/min的转速下球磨6-6.5h,然后在550-600℃下真空加热12-15min,保温14-16min后自然冷却备用,将铝粉倒入流化床中,通入氩气排除气体,将流化床加热至280-320℃时将羰基铁注入鼓泡器中,升高温度至100℃羰基铁气化,持续反应一段时间直至鼓泡器内羰基铁不再蒸发,停止加热,继续通入氩气直到流化床温度冷却至室温得到铁包覆铝的复合粉体,再将该复合粉体加到上述碳化铌粉末中继续球磨6-7h,结束后在550-600℃下真空加热1-2min后冷却即可。
所述一种抗塑性变形能力高的汽车用螺栓材料,在c中,所述的复合精炼剂是由下列原料制成:聚乙烯吡咯烷酮0.5-1、钠基膨润土0.6-1、氧化锰3-4、碳酸钠0.7-1、碳酸镁1.2-1.6、电石2.8-3.5;将聚乙烯吡咯烷酮和钠基膨润土混合加入适量的水搅拌溶解,将氧化锰、碳酸钠、碳酸镁、电石混合球磨过200目筛得混合粉末,再将混合粉末加到上述溶液中边加热边搅拌形成颗粒,再将其加到烧结炉中以50℃/min速率升温至500℃,烧结1小时后喷入水中急冷制成复合精炼剂。
所述一种抗塑性变形能力高的汽车用螺栓材料,所述改性碳化铌中铝的质量与羰基铁的体积比为3:1-2,加入的铁铝复合粉体与碳化铌的重量比为1:36-38。
本发明的优点是:本发明采用废钢作为主要铸造原料,缩短工艺流程,减少能源损耗,降低大气污染,并且通过合理的金属元素配比,得到质量稳定产品性能高的合金钢材料,利用流化床法制备的铁包覆铝粉,有效的防止了铝粉发生氧化,并且改善了铝粉的分散性问题,再利用机械合金化将改性铝粉掺到碳化铌颗粒中,制备出接近钢液密度值,且在钢液中分散性、润湿性好的碳化铌颗粒,提高了钢材的强度、硬度、耐磨损、抗冲击、耐腐蚀等性能,加入的复合精炼剂利用团聚法制成近似球形的粉末,提高了与钢液的接触面积、流动性,使其在钢水中快速反应达到细化晶粒的目的,并使钢材具有较高的强度、良好的韧性和可焊性;本发明的钢材抗塑性变形能力好、强度高、耐腐蚀性好,能有效地防止或避免出现开裂的情况发生,保证了汽车使用安全性,值得推广。
具体实施方式
一种抗塑性变形能力高的汽车用螺栓材料,按照如下步骤制得:
a、熔炼:将低硫磷洁净废钢加入到高频感应熔炼炉中融化成钢水后添加增碳剂,待炉内的温度升至1500℃,加入低碳铬铁、硼铁、硅和锰,保温20min后加入锌、铝锭和钇,待完全熔化后加入改性碳化铌,升高温度至1630℃,恒温保持搅拌5min得基质合金液;
b、检测:检测基质合金液的组分含量,补加材料使各元素按重量百分比为:碳:0.3%,硅:0.5%,硼:0.05%,锰:2.0%,锌:0.1%,铬:0.02%,铝:0.007%,钇:0.01%,硫≤0.015%,磷≤0.015%,余量为铁和不可避免的杂质;
c、浇注:将基质合金液转移至精炼炉中,加入复合精炼剂进行脱氧、脱硫、排渣处理,复合脱氧剂与钢水用量比为2公斤/吨,真空脱气,当温度降低至1550℃时浇筑在耐火铸型中即可。
所述一种抗塑性变形能力高的汽车用螺栓材料,在a中,所述改性碳化铌的制备方法是:将石墨粉、铌粉按照原子质量1:1装入球磨罐中,抽真空后充入高纯氩气保护,在球料比40:1、转速280r/min的转速下球磨6h,然后在550℃下真空加热12min,保温14min后自然冷却备用,将铝粉倒入流化床中,通入氩气排除气体,将流化床加热至280℃时将羰基铁注入鼓泡器中,升高温度至100℃羰基铁气化,持续反应一段时间直至鼓泡器内羰基铁不再蒸发,停止加热,继续通入氩气直到流化床温度冷却至室温得到铁包覆铝的复合粉体,再将该复合粉体加到上述碳化铌粉末中继续球磨6h,结束后在550℃下真空加热1min后冷却即可。
所述一种抗塑性变形能力高的汽车用螺栓材料,在c中,所述的复合精炼剂是由下列原料制成:聚乙烯吡咯烷酮0.5、钠基膨润土0.6、氧化锰3、碳酸钠0.7、碳酸镁1.2、电石2.8;将聚乙烯吡咯烷酮和钠基膨润土混合加入适量的水搅拌溶解,将氧化锰、碳酸钠、碳酸镁、电石混合球磨过200目筛得混合粉末,再将混合粉末加到上述溶液中边加热边搅拌形成颗粒,再将其加到烧结炉中以50℃/min速率升温至500℃,烧结1小时后喷入水中急冷制成复合精炼剂。
所述一种抗塑性变形能力高的汽车用螺栓材料,所述改性碳化铌中铝的质量与羰基铁的体积比为3:1,加入的铁铝复合粉体与碳化铌的重量比为1:36。
对实施例制备的钢材进行性能测试:
硬度:82HRB;屈服强度:335MPa;屈服点延伸率:4.2%;抗拉强度:413MPa;断后总伸长率:25.2%;冲击强度:49J。
Claims (4)
1.一种抗塑性变形能力高的汽车用螺栓材料,其特征在于,按照如下步骤制得:
a、熔炼:将低硫磷洁净废钢加入到高频感应熔炼炉中融化成钢水后添加增碳剂,待炉内的温度升至1500-1560℃,加入低碳铬铁、硼铁、硅和锰,保温20-45min后加入锌、铝锭和钇,待完全熔化后加入改性碳化铌,升高温度至1630-1660℃,恒温保持搅拌5-10min得基质合金液;
b、检测:检测基质合金液的组分含量,补加材料使各元素按重量百分比为:碳:0.3-0.8%,硅:0.5-0.6%,硼:0.05-0.1%,锰:2.0-3.5%,锌:0.1-0.2%,铬:0.02-0.04%,铝:0.007-0.05%,钇:0.01-0.03%,硫≤0.015%,磷≤0.015%,余量为铁和不可避免的杂质;
c、浇注:将基质合金液转移至精炼炉中,加入复合精炼剂进行脱氧、脱硫、排渣处理,复合脱氧剂与钢水用量比为2-3公斤/吨,真空脱气,当温度降低至1550℃时浇筑在耐火铸型中即可。
2.根据权利要求1所述一种抗塑性变形能力高的汽车用螺栓材料,其特征在于,在a中,所述改性碳化铌的制备方法是:将石墨粉、铌粉按照原子质量1:1装入球磨罐中,抽真空后充入高纯氩气保护,在球料比40:1、转速280r/min的转速下球磨6-6.5h,然后在550-600℃下真空加热12-15min,保温14-16min后自然冷却备用,将铝粉倒入流化床中,通入氩气排除气体,将流化床加热至280-320℃时将羰基铁注入鼓泡器中,升高温度至100℃羰基铁气化,持续反应一段时间直至鼓泡器内羰基铁不再蒸发,停止加热,继续通入氩气直到流化床温度冷却至室温得到铁包覆铝的复合粉体,再将该复合粉体加到上述碳化铌粉末中继续球磨6-7h,结束后在550-600℃下真空加热1-2min后冷却即可。
3.根据权利要求1所述一种抗塑性变形能力高的汽车用螺栓材料,其特征在于,在c中,所述的复合精炼剂是由下列原料制成:聚乙烯吡咯烷酮0.5-1、钠基膨润土0.6-1、氧化锰3-4、碳酸钠0.7-1、碳酸镁1.2-1.6、电石2.8-3.5;将聚乙烯吡咯烷酮和钠基膨润土混合加入适量的水搅拌溶解,将氧化锰、碳酸钠、碳酸镁、电石混合球磨过200目筛得混合粉末,再将混合粉末加到上述溶液中边加热边搅拌形成颗粒,再将其加到烧结炉中以50℃/min速率升温至500℃,烧结1小时后喷入水中急冷制成复合精炼剂。
4.根据权利要求2所述一种抗塑性变形能力高的汽车用螺栓材料,其特征在于,所述改性碳化铌中铝的质量与羰基铁的体积比为3:1-2,加入的铁铝复合粉体与碳化铌的重量比为1:36-38。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610334552.5A CN105970090A (zh) | 2016-05-18 | 2016-05-18 | 一种抗塑性变形能力高的汽车用螺栓材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610334552.5A CN105970090A (zh) | 2016-05-18 | 2016-05-18 | 一种抗塑性变形能力高的汽车用螺栓材料 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105970090A true CN105970090A (zh) | 2016-09-28 |
Family
ID=56955357
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610334552.5A Pending CN105970090A (zh) | 2016-05-18 | 2016-05-18 | 一种抗塑性变形能力高的汽车用螺栓材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105970090A (zh) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004197149A (ja) * | 2002-12-17 | 2004-07-15 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高温強度に優れた耐メタルダスティング金属材料 |
JP2005139485A (ja) * | 2003-11-05 | 2005-06-02 | Nippon Steel Corp | 熱間成形加工用鋼板 |
CN102653809A (zh) * | 2012-03-16 | 2012-09-05 | 张晖 | 一种冶金用复合精炼剂及其加工工艺 |
-
2016
- 2016-05-18 CN CN201610334552.5A patent/CN105970090A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004197149A (ja) * | 2002-12-17 | 2004-07-15 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高温強度に優れた耐メタルダスティング金属材料 |
JP2005139485A (ja) * | 2003-11-05 | 2005-06-02 | Nippon Steel Corp | 熱間成形加工用鋼板 |
CN102653809A (zh) * | 2012-03-16 | 2012-09-05 | 张晖 | 一种冶金用复合精炼剂及其加工工艺 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
秦森: "外加颗粒强化铁基材料的纳米NbC/Fe(Fe_3C)复合粉末制备技术及应用", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101880746B (zh) | 纳米粉体改性强化模具钢制备工艺 | |
CN102851575A (zh) | 抗氧化性合金化灰口铸铁及其制备方法 | |
CN102383030A (zh) | 纳米强化耐磨模具钢制备工艺 | |
CN102400032B (zh) | 一种大断面球墨铸铁 | |
CN102357653A (zh) | 纳米颗粒增强模具钢制备工艺 | |
CN103924166B (zh) | 一种高锰钢的制备方法 | |
CN105803335A (zh) | 一种高耐热刹车片用合金钢材料 | |
CN113462989A (zh) | 矿山格子型球磨机用铌微合金化高锰钢衬板及制备方法 | |
CN105970102A (zh) | 一种高冲击韧性汽车连杆弹簧用合金钢材料 | |
CN105908070A (zh) | 一种抗脆性破裂性好的汽车用弹簧材料 | |
CN115261713B (zh) | 一种高硬高韧耐磨高铬铸铁的制备方法 | |
CN105925881A (zh) | 一种高抗冲击汽车用轴承部件 | |
CN104651705A (zh) | 一种过共晶耐磨高铬铸铁及其制备方法 | |
CN105886897A (zh) | 一种抗疲劳性高汽车曲轴用合金钢材料 | |
CN105838963A (zh) | 一种汽车滑动轴承用耐腐蚀钢铁材料 | |
CN105838962A (zh) | 一种汽车避震减震零部件的制备方法 | |
CN105803338A (zh) | 一种汽车载荷零件用高强度钢板材料 | |
CN105950950A (zh) | 一种汽车零部件用耐磨损高强度材料 | |
CN102373365B (zh) | 大断面球墨铸铁 | |
CN105838965A (zh) | 一种发动机活塞用合金钢材料 | |
CN105970090A (zh) | 一种抗塑性变形能力高的汽车用螺栓材料 | |
CN106086644A (zh) | 一种降噪吸声效果好的汽车用零部件 | |
CN104313478B (zh) | 一种含富硼渣耐磨铸钢及其制备方法 | |
CN105970120A (zh) | 一种汽车轮毂用高强复合材料 | |
CN106544573A (zh) | 一种加工性能方便的汽车零部件制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160928 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |