CN106086671A - 一种轴用合金氮化钢 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轴用合金氮化钢，按照重量百分比计含有C：0.25％～0.35％、Si：0.2～0.5％、Mn：0.5～1％、Cr：1.5％～2.5％、Mo：0.40～0.60％、V：0.15～0.25％、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。

Description

一种轴用合金氮化钢
技术领域
本发明涉及轴类零件生产加工技术领域，具体属于一种轴用合金氮化钢。
背景技术
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℃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
针对上述问题，本发明的目的是提供了一种轴用合金氮化钢，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。
本发明采用的技术方案如下：
一种轴用合金氮化钢，按照重量百分比计含有C：0.25％～0.35％、Si：0.2～0.5％、Mn：0.5～1％、Cr：1.5％～2.5％、Mo：0.40～0.60％、V：0.15～0.25％、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。
一种轴用合金氮化钢的制备方法，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C≥0.25％、P≤0.020％，残余元素含量符合设计要求，钢水的出钢温度为1600℃～1650℃，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；
轧制：对连铸坯进行缓冷后轧制，控制加热炉均热温度为1200℃～1240℃，加热时间为2.5～3小时，开轧温度为1100℃～1110℃，终轧温度为860℃～960℃；轧制完毕后，堆冷至室温；
退火：退火炉中以700-720℃保温12～15小时后，随炉冷却至520-550℃出炉。
与已有技术相比，本发明的有益效果如下：
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
实施例1，一种轴用合金氮化钢，按照重量百分比计含有C：0.25％～0.35％、Si：0.2～0.5％、Mn：0.5～1％、Cr：1.5％～2.5％、Mo：0.40～0.60％、V：0.15～0.25％、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。
一种轴用合金氮化钢的制备方法，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C≥0.25％、P≤0.020％，残余元素含量符合设计要求，钢水的出钢温度为1600℃～1650℃，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；
轧制：对连铸坯进行缓冷后轧制，控制加热炉均热温度为1200℃～1240℃，加热时间为2.5～3小时，开轧温度为1100℃～1110℃，终轧温度为860℃～960℃；轧制完毕后，堆冷至室温；
退火：退火炉中以700-720℃保温12～15小时后，随炉冷却至520-550℃出炉。
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。

Claims (2)

1.一种轴用合金氮化钢，其特征在于，按照重量百分比计含有C：0.25％～0.35％、Si：0.2～0.5％、Mn：0.5～1％、Cr：1.5％～2.5％、Mo：0.40～0.60％、V：0.15～0.25％、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。
2.根据权利要求1所述的一种轴用合金氮化钢的制备方法，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C≥0.25％、P≤0.020％，残余元素含量符合设计要求，钢水的出钢温度为1600℃～1650℃，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；
轧制：对连铸坯进行缓冷后轧制，控制加热炉均热温度为1200℃～1240℃，加热时间为2.5～3小时，开轧温度为1100℃～1110℃，终轧温度为860℃～960℃；轧制完毕后，堆冷至室温；
退火：退火炉中以700-720℃保温12～15小时后，随炉冷却至520-550℃出炉。
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