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 PDF

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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

用于制造减速电机主轴和齿轮的耐腐蚀、高强度合金钢
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
Figure A20071007021100051
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
Figure A20071007021100061
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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