CN112080697A - 离合器从动盘用钢及其制备方法、离合器从动盘 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种离合器从动盘用钢及其制备方法、离合器从动盘，所述离合器从动盘用钢由如下质量分数的化学成分组成：C：0.025～0.1％，Si≤0.05％，Mn：0.18～0.3％，P≤0.02％，S≤0.015％，Ti：0.01～0.02％，其余是Fe及不可避免杂质。本发明采用低碳成分体系，其成本较低，制备的离合器从动盘表面硬度为85～95HRC，落锤实验均为出现脆断问题。

Description

离合器从动盘用钢及其制备方法、离合器从动盘
技术领域
本发明属于轧钢生产技术领域，具体涉及离合器从动盘用钢及其制备方法、离合器从动盘。
背景技术
离合器从动盘是汽车离合器的组成部分，是通过摩擦转换，把发动机的扭矩传给变速器，减小传动系的振动和冲击，完成“离”、“合”任务。离合器从动盘前期以中碳钢为主，为了降低成本，采用低碳钢来代替中碳钢制作离合器从动盘，同时对低碳钢冲压形成的工件在热处理过程中进行碳氮共渗，其中，热处理保护气体用甲醇，渗碳用的是甲烷，渗氮用的是氨气，设备用的是箱式多用炉。通过渗N热处理，可使工件表面形成具有高硬度、高耐磨性以及高耐蚀性能，同时使表面具有一定的压应力，提高工件的疲劳性能。
但是，目前采用低碳钢来制备离合器从动盘，其在落锤试验中容易出现脆断问题，不符合使用要求。
发明内容
本发明提供了一种离合器从动盘用钢及其制备方法、离合器从动盘，以克服离合器从动盘容易出现脆断，不符合使用要求的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种离合器从动盘用钢，所述离合器从动盘用钢由如下质量分数的化学成分组成：C：0.025～0.1％，Si≤0.05％，Mn：0.18～0.3％，P≤0.02％，S≤0.015％，Ti：0.01～0.02％，其余是Fe及不可避免杂质。
进一步地，所述离合器从动盘用钢的金相组织以体积分数计为：95～99％的铁素体和1～5％的珠光体。
进一步地，所述离合器从动盘用钢的厚度为3.5～7.0mm。
第二方面，本发明实施例提供了一种离合器从动盘用钢的制备方法，所述方法包括，
获取板坯；所述板坯由如下质量分数的化学成分组成：C：0.025～0.1％，Si≤0.05％，Mn：0.18～0.3％，P≤0.02％，S≤0.015％，Ti：0.01～0.02％，其余是Fe及不可避免杂质；
将所述板坯进行加热、粗轧、精轧和卷取，获得离合器从动盘用钢；所述加热温度为1180～1220℃，所述粗轧为R1单道次轧制+R2 5道次可逆轧制，所述粗轧的R1入口温度为1130～1180℃，所述精轧入口温度为950～1100℃，所述精轧出口温度为850～890℃，所述卷取温度为580～640℃。
第三方面，本发明实施例还提供了一种离合器从动盘，采用上述的一种离合器从动盘用钢经过酸洗、冲压变形、退火、淬火和回火制得；
所述退火中，对冲压变形后的离合器从动盘用钢依次进行第一加热、第二加热和第三加热，所述第一加热的温度为700～750℃，所述第一加热的保温时间为10～20min。
进一步地，所述第二加热的温度为820～830℃，所述第二加热的保温时间为120～130min，所述第三加热的温度为840～850℃，所述第三加热的保温时间为1～3min。
进一步地，在所述第二加热和第三加热过程中，进行碳氮共渗，所述碳氮共渗采用甲烷和氨气进行，所述碳氮共渗中，温度为750～850℃，碳势为0.1～0.12％，氨气体积浓度为0.25～0.5％，时间为120～130min。
进一步地，所述淬火为油淬，所述淬火为油淬，所述淬火的冷却速率为97～105℃/s，所述淬火开始温度为845～855℃，所述淬火结束温度为85～95℃。
进一步地，所述回火温度为300～350℃。
进一步地，所述离合器从动盘的金相组织包括马氏体、贝氏体、铁素体和珠光体，所述马氏体的体积分数为80～90％，所述贝氏体的体积分数为5～15％，所述铁素体和珠光体的总体积分数为2～5％。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例提供了一种离合器从动盘用钢及其制备方法、离合器从动盘，所述离合器从动盘用钢由如下质量分数的化学成分组成：C：0.025～0.1％，Si≤0.05％，Mn：0.18～0.3％，P≤0.02％，S≤0.015％，Ti：0.01～0.02％，其余是Fe及不可避免杂质。在成分设计中添加了Ti元素，使退火过程中，对变形处的组织晶界进行钉扎，防止材料的组织粗化长大，从而避免出现脆断问题。采用低碳成分体系，其成本较低，制备的离合器从动盘表面硬度为85～95HRC，落锤实验均为出现脆断问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例制备的离合器从动盘落锤实验的断口宏观形貌；
图2为图1的微观形貌；
图3为本发明实施例制备的离合器从动盘的渗碳厚度微观形貌图；
图4为对比例1制备的离合器从动盘的皮下的金相组织；
图5为对比例1制备的离合器从动盘的内部金相组织；
图6为对比例1制备的离合器从动盘落锤实验的断口宏观形貌；
图7为图6的微观形貌。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
在本发明中，“第一”、“第二”和“第三”不代表顺序，可以理解为名词。
本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种离合器从动盘用钢，所述离合器从动盘用钢由如下质量分数的化学成分组成：C：0.025～0.1％，Si≤0.05％，Mn：0.18～0.3％，P≤0.02％，S≤0.015％，Ti：0.01～0.02％，其余是Fe及不可避免杂质。
本发明实施例中各元素的作用如下：
C：在该实施例方式中，碳元素作为强化元素，可以提高离合器从动盘用钢的强度。
Si：在该实施方式中，硅元素为残余元素，在炼钢过程中尽量去除。
Mn：在该实施方式中，锰元素为主要强化元素，提高离合器从动盘用钢的强度；且锰元素可以与钢中的S元素结合生成MnS，从而消除S的不利影响，Mn固溶于铁素体和奥氏体中，扩大奥氏体区。
P和S：二者都是有害元素，在炼钢过程中尽量去除。
Ti：添加Ti元素，主要是在退火过程中，其可以对组织晶界进行钉扎，防止离合器从动盘的组织粗化长大，从而避免出现脆断问题；另外，还可以起到细晶强化和析出强化的作用。Ti元素不可以过多，这样会增加成本。本发明实施例中Ti元素的质量分数为0.01～0.02％。
在本发明实施例中，离合器从动盘用钢属于低碳铝镇静钢。
作为一种可选的实施方式，所述离合器从动盘用钢的金相组织以体积分数计为：95～99％的铁素体和1～5％的珠光体。
作为一种可选的实施方式，所述离合器从动盘用钢的厚度为3.5～7.0mm。
第二方面，本发明实施例还提供了上述的一种离合器从动盘用钢的制备方法，所述方法包括，
S1，获取板坯；所述板坯由如下质量分数的化学成分组成：C：0.025～0.1％，Si≤0.05％，Mn：0.18～0.3％，P≤0.02％，S≤0.015％，Ti：0.01～0.02％，其余是Fe及不可避免杂质；
S2，将所述板坯进行加热、粗轧、精轧和卷取，获得离合器从动盘用钢；所述加热温度为1180～1220℃，所述粗轧为R1单道次轧制+R2 5道次可逆轧制，所述粗轧的R1入口温度为1130～1180℃，所述精轧入口温度为950～1100℃，所述精轧出口温度为850～890℃，所述卷取温度为580～640℃。
在该实施例方式中，通过加热炉实现对板坯的加热，加热温度到1180～1220℃，可以实现板坯组织的奥氏体化。通过粗轧将厚度为230mm的板坯轧制成厚度为35～42mm的中间坯；通过精轧将中间坯轧制成目标成品厚度；控制精轧入口和精轧出口的温度是控制精轧区轧制的组织，精轧应该在奥氏体区轧制，低碳铝镇静钢进入两相区温度为840-850℃，所以精轧出口温度必须高于两相区温度，精轧入口和精轧出口的温度过低就会优先析出铁素体，优先析出的铁素体直接拉长变大，***，获得粗晶组织，冲压出现制耳缺陷。终轧温度过高，为了保证精轧出口温度精轧轧制速度过快，造成精轧轧制不稳定。
将卷取温度控制为580～640℃，控制铁素体组织均匀。卷取温度过高，铁素体晶粒粗大均匀，这是由于α转变过冷度低，形核点少，主要集中在原γ晶粒的晶界处，而铁素体的长大速度较快所致；卷取温度过低，α形核数增多，铁素体的长大速度减慢，铁素体晶粒尺寸变小，铁素体晶粒细化，针状铁素体的数量逐渐增多，同时珠光体趋于弥散细小，珠光体含量增加，珠光体的片层间距也逐渐减小。对于离合器从动盘用钢这种冲压产品，组织不能太粗大，也不能太细小。
第三方面，本发明实施例还提供了一种离合器从动盘，采用上述的一种离合器从动盘用钢经过酸洗、冲压变形、退火、淬火和回火制得；
所述退火中，对冲压变形后的离合器从动盘用钢依次进行第一加热、第二加热和第三加热，所述第一加热的温度为700～750℃，所述第一加热的保温时间为10～20min。
离合器从动盘用钢经过冲压变形后，在变形处存在加工硬化问题，在退火中，先通过第一加热，将冲压变形后的材料加热至较低的温度700～750℃，并保温10～20min，可以使变形处组织间的能量完全释放出来，避免直接加热至较高的温度使得变形处的较大的组织吞并较小的组织；同时Ti元素会在退火过程中，对组织晶界进行钉扎，防止组织粗化长大，避免脆断问题。若加热温度过低、时间过短，容易造成变形位置组织不能均匀化，容易导致脆断问题。
作为一种可选的实施方式，所述第二加热的温度为820～830℃，所述第二加热的保温时间为120～130min，所述第三加热的温度为840～850℃，保温时间为1～3min。
第二加热是为了及进一步提高工件的温度，并保证在该温度下工件不发生变形，温度越高，碳氮共渗的速度越快。若第二加热温度过高，第二保温时间过长，会造成零件***变形；若第二加热温度过低，第二保温时间过短，碳氮共渗时间不够，从而导致零件硬度低。若第三加热温度过高，第三保温时间过长，会造成零件***变形；若第三加热温度过低，第三保温时间过短，则在淬火后零件的强度过低。
作为一种可选的实施方式，在所述第二加热和第三加热过程中，进行碳氮共渗，所述碳氮共渗采用甲烷和氨气进行，所述碳氮共渗中，温度为750～850℃，碳势为0.1～0.12％，氨气体积浓度为0.25～0.5％，时间为120～130min。
碳氮共渗为一种向钢件表面同时渗入碳、氮的化学表面热处理工艺。以渗碳为主，渗入少量氮。与渗碳工艺相比，碳氮共渗工艺具有较快的渗入速度，较高渗层的淬透性和回火抗力，耐磨性和抗疲劳性能好等优点，处理温度较低，常用来代替渗碳处理。它在一定程度上克服了渗氮层硬度虽高但渗层较浅，而渗碳层虽硬化深度大，但表面硬度较低的缺点。
在该实施例方式中，采用较低的碳氮共渗温度，控制碳势和氨气体积浓度，以及碳氮共渗的时间，是为了保证最终的渗碳层厚度。若碳势过低、氨气体积浓度过小，就会造成渗碳层厚度过小，离合器从动盘的硬度低，容易出现脆断；如果碳势过高，氨气体积浓度过高，会造成成本增加。若降低第二加热和第三加热的温度、缩短第二加热和第三加热的保温时间，可有效减小晶粒生长尺寸，但低温弱化碳氮共渗效果，降低离合器从动盘表面的强度。
作为一种可选的实施方式，所述淬火为油淬，所述淬火的冷却速率为97～105℃/s，所述淬火开始温度为845～855℃，所述淬火结束温度为85～95℃。
控制油淬的开始温度和结束温度以及冷却速率，作用是可以得到体积分数为80-90％马氏体组织、5～20％的贝氏体以及总和为2～5％的铁素体和珠光体。
马氏体组织是一种较硬的相，其可以使材料具有良好的强度。
在实际生产中，冷却速率越大越好，但是油淬冷却一般不超过105℃/s；如果油淬的冷却速度过低，油淬结束温度过高，则会得到贝氏体组织以及没有转化的铁素体，而不能得到高强度的马氏体组织。
作为一种可选的实施方式，所述回火温度为300～350℃。油淬后进行回火处理，一方面，可以提高离合器从动盘组织的稳定性，使工件在使用过程中不再发生组织转变，从而使工件几何尺寸和性能保持稳定；还可以减小或消除淬火钢件中的内应力，或者降低其硬度和强度，以提高其延性或韧性，以便改善工件的使用性能并稳定工件几何尺寸；并且淬火后的工件应及时回火，通过淬火和回火的相配合，才可以获得所需的力学性能以满足使用要求。在该实施方式中，回火温度不可过高，否则会使工件***，强度过低；回火温度不可过低，否则无法取出工件中的内应力，提高延性或韧性。
本发明实施例中，退火可以在箱式多用炉中进行。
下面将结合实施例、对照例及实验数据对本发明的离合器从动盘用钢及其制备方法、离合器从动盘进行详细说明。
表1
编号 C/％ Si/％ Mn/％ P/％ S/％ Ti/％
实施例1 0.0314 0.0064 0.202 0.0073 0.0054 0.0209
实施例2 0.0322 0.0061 0.198 0.0083 0.0057 0.021
实施例3 0.0404 0.0067 0.211 0.0132 0.0078 0.0193
实施例4 0.0319 0.0071 0.215 0.0131 0.0107 0.0204
对比例1 0.0337 0.0068 0.21 0.0104 0.0096 --
实施例1
实施例1中，离合器从动盘用钢的钢种类别为低碳钢，其厚度为3.5mm，化学成分如表1所示，其余是Fe及不可避免杂质。
将表1化学成分(其余为Fe及不可避免的杂质)的板坯进行热轧轧制，制得离合器从动盘用钢。热轧轧制工艺控制如下：加热炉加热温度为1200℃，粗轧中，R1为单道次轧制，R2为5道次可逆轧制，粗轧R1入口温度:1140℃，精轧入口温度：1070℃，精轧出口温度：870℃，卷取温度620℃。
将离合器从动盘用钢进行酸洗和冲压制得离合器从动盘零件，对冲压的离合器从动盘零件从箱式多用炉加热到700℃保温10分钟；然后加热到820℃，保温同时通入甲烷和氨气进行碳氮共渗，其中，碳势为0.10％；氨气体积浓度为0.35，碳氮共渗时间为120min；继续加热到840℃，保温1分钟，同时继续碳氮共渗，其中，碳势为0.10％；氨气体积浓度为0.3％，时间为1min；结束后，进入油淬，油淬开始温度为850℃，冷却速率为100℃/s，油淬结束温度为90℃；然后清洗和回火，回火温度为330℃。
实施例2
实施例2中，离合器从动盘用钢的钢种类别为低碳钢，其厚度为3.5mm，化学成分如表1所示，其余是Fe及不可避免杂质。
将表1化学成分(其余为Fe及不可避免的杂质)的板坯进行热轧轧制，制得离合器从动盘用钢。热轧轧制工艺控制：加热炉温度1198℃，RT1入口温度:1160℃，精轧入口温度：1080℃，精轧出口温度：890℃，卷取温度580℃。
将离合器从动盘用钢进行酸洗和冲压制得离合器从动盘零件，对冲压的离合器从动盘零件从箱式多用炉加热到720℃保温10分钟，然后加热到825℃，同时通入甲烷和氨气进行碳氮共渗，其中，碳势为0.12％；氨气体积浓度为0.5％，碳氮共渗时间为120min；继续加热到850℃，保温2min，同时继续碳氮共渗，其中，碳势为0.12％；氨气体积浓度为0.5％，时间为2min；结束后，进入油淬，油淬开始温度为850℃，冷却速率为100℃/s，油淬结束温度为90℃；然后清洗和回火，回火温度为350℃。
实施例3
实施例3中，离合器从动盘用钢的钢种类别为低碳钢，其厚度为4mm，化学成分如表1所示，其余是Fe及不可避免杂质。
将表1化学成分(其余为Fe及不可避免的杂质)的板坯进行热轧轧制，制得离合器从动盘用钢。热轧轧制工艺控制：加热炉温度1195℃，RT1入口温度:1162℃，精轧入口温度：1080℃，精轧出口温度：890℃，卷取温度600℃。
将离合器从动盘用钢进行酸洗和冲压制得离合器从动盘零件，对冲压的离合器从动盘零件从箱式多用炉加热到730℃保温10分钟，然后加热到830℃，通入甲烷和氨气进行碳氮共渗，其中，碳势为0.12％；氨气体积浓度为0.5％，碳氮共渗130min；继续加热到850℃，保温1min，同时继续碳氮共渗，其中，碳势为0.12％；氨气体积浓度为0.5％，结束后，进入油淬，油淬开始温度为850℃，冷却速率为100℃/s，油淬结束温度为90℃；然后清洗和回火，回火温度为340℃。
实施例4
实施例4中，离合器从动盘用钢的钢种类别为低碳钢，其厚度为4mm，化学成分如表1所示，其余是Fe及不可避免杂质。
将表1化学成分(其余为Fe及不可避免的杂质)的板坯进行热轧轧制，制得离合器从动盘用钢。热轧轧制工艺控制：加热炉温度1210℃，RT1入口温度：1179℃，精轧入口温度：1070℃，精轧出口温度：880℃，卷取温度600℃。
将离合器从动盘用钢进行酸洗和冲压制得离合器从动盘零件，对冲压的离合器从动盘零件从箱式多用炉加热到735℃保温10分钟；然后加热到830℃，保温130min，同时通入甲烷和氨气进行碳氮共渗，碳势为0.12％，氨气体积浓度为0.5％，碳氮共渗130min；继续加热到850℃，保温2min，同时继续保持碳氮共渗，碳势为0.12％，氨气体积浓度为0.5％，碳氮共渗2min；结束后，进入油淬，油淬开始温度为850℃，冷却速率为100℃/s，油淬结束温度为90℃；然后清洗和回火，回火温度为350℃。
对比例1
对比例1提供了一种采用低碳钢制备离合器从动盘的制备方法，其化学成分如表1所示，其余为铁及不可避免的杂质，该方法如下：
将表1化学成分(其余为Fe及不可避免的杂质)的板坯进行热轧轧制，制得离合器从动盘用钢。热轧轧制工艺控制：加热炉温度1210℃，RT1入口温度:1179℃，精轧入口温度：1070℃，精轧出口温度：880℃，卷取温度600℃。
将离合器从动盘用钢进行酸洗和冲压制得离合器从动盘零件，对冲压的离合器从动盘零件从箱式多用炉加热到860℃，保温120分钟；然后降低到835℃，保温2min，进入油淬，然后清洗，再进行回火，回火温度：350℃。从加热至860℃开始，至油淬开始前，通入甲烷和氨气进行碳氮共渗，其中碳势0.105％，氨气体积浓度为0.3％。
将实施例1～4，对比例1所制备的离合器从动盘进行落锤实验，落锤实验为一种冲击试验方法。重锤从不同高度落到零件上，落锤高度与零件厚度之间存在如下表2的关系：
表2
离合器从动盘厚度，mm 落锤高度，mm
3.5≤d＜4.5 1300
4.5≤d＜5.5 1400
5.5≤d＜6.5 1500
6.5≤d≤7.5 1600
采用硬度检测仪检测离合器的表面硬度，对离合器从动盘的金相组织中对渗碳层厚度进行测量，结果如表3所示。
表3
编号 表面硬度HRC 渗碳层厚度/mm 是否脆断 断口形貌
实施例1 85 0.3 未脆断 断口正常
实施例2 90 0.34 未脆断 断口正常
实施例3 88 0.35 未脆断 断口正常
实施例4 95 0.37 未脆断 断口正常
对比例1 84 0.31 脆断 断口异常
由表3可知，实施例1～4的离合器从动盘的表面硬度为85～95HRC，渗碳层厚度为0.3～0.37mm，落锤实验均未发生脆断问题，且断口形貌正常，如图1所示。对断口处观察，其微观形貌如图2所示，由图2可知，断口形貌未见异常；离合器从动盘的渗碳厚度微观形貌图，如图3所示，其皮下晶粒未见异常长大。
对比例1的离合器从动盘的表面硬度为84HRC，渗碳层厚度为0.31mm，图4为对比例1的离合器从动盘的渗碳厚度微观形貌图，由图4可知，皮下晶粒异常粗大；观察其冲压变形处的组织，如图5所示，其变形处组织晶粒明显异常粗大，可超过300μm，落锤实验出现脆断问题，如图6和图7所示。
本发明提供了一种离合器从动盘用钢及其制备方法、离合器从动盘，采用低碳钢替代传统的中碳钢制备离合器从动盘，并在成分设计中添加了Ti元素，使退火过程中，对变形处的组织晶界进行钉扎，防止材料的组织粗化长大，从而避免出现脆断问题。控制退火过程的温度变化曲线，先加热至较低的温度(700～750℃)，并保温10～20min，可以使变形产生的能量完全释放出来，避免直接加热至较高温度使得变形处的较大组织吞并较小的组织，从而防止组织粗化长大，易出现脆断的问题。采用本发明提供的方法，在保证离合器从动盘表面硬度和渗碳厚度的基础上，解决了脆断的技术问题。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种离合器从动盘用钢，其特征在于，所述离合器从动盘用钢由如下质量分数的化学成分组成：C：0.025～0.1％，Si≤0.05％，Mn：0.18～0.3％，P≤0.02％，S≤0.015％，Ti：0.01～0.02％，其余是Fe及不可避免杂质。
2.根据权利要求1所述的一种离合器从动盘用钢，其特征在于，所述离合器从动盘用钢的金相组织以体积分数计为：95～99％的铁素体和1～5％的珠光体。
3.根据权利要求1所述的一种离合器从动盘用钢，其特征在于，所述离合器从动盘用钢的厚度为3.5～7.0mm。
4.如权利要求1～3任一项所述的一种离合器从动盘用钢的制备方法，其特征在于，所述方法包括，
获取板坯；所述板坯由如下质量分数的化学成分组成：C：0.025～0.1％，Si≤0.05％，Mn：0.18～0.3％，P≤0.02％，S≤0.015％，Ti：0.01～0.02％，其余是Fe及不可避免杂质；
将所述板坯进行加热、粗轧、精轧和卷取，获得离合器从动盘用钢；所述加热温度为1180～1220℃，所述粗轧为R1单道次轧制+R2 5道次可逆轧制，所述粗轧的R1入口温度为1130～1180℃，所述精轧入口温度为950～1100℃，所述精轧出口温度为850～890℃，所述卷取温度为580～640℃。
5.一种离合器从动盘，其特征在于，采用权利要求1～3任一项所述的一种离合器从动盘用钢经过酸洗、冲压变形、退火、淬火和回火制得；
所述退火中，对冲压变形后的离合器从动盘用钢依次进行第一加热、第二加热和第三加热，所述第一加热的温度为700～750℃，所述第一加热的保温时间为10～20min。
6.根据权利要求5所述的一种离合器从动盘，其特征在，所述第二加热的温度为820～830℃，所述第二加热的保温时间为120～130min，所述第三加热的温度为840～850℃，所述第三加热的保温时间为1～3min。
7.根据权利要求5所述的一种离合器从动盘，其特征在，在所述第二加热和第三加热过程中，进行碳氮共渗，所述碳氮共渗采用甲烷和氨气进行，所述碳氮共渗中，温度为750～850℃，碳势为0.1～0.12％，氨气体积浓度为0.25～0.5％，时间为120～130min。
8.根据权利要求5所述的一种离合器从动盘，其特征在于，所述淬火为油淬，所述淬火的冷却速率为97～105℃/s，所述淬火开始温度为845～855℃，所述淬火结束温度为85～95℃。
9.根据权利要求5所述的一种离合器从动盘，其特征在于，所述回火温度为300～350℃。
10.根据权利要求5所述的一种离合器从动盘，其特征在于，所述离合器从动盘的金相组织包括马氏体、贝氏体、铁素体和珠光体，所述马氏体的体积分数为80～90％，所述贝氏体的体积分数为5～15％，所述铁素体和珠光体的总体积分数为2～5％。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104955972A (zh) * 2013-01-31 2015-09-30 日新制钢株式会社 冷轧钢板及其制造方法
CN104981557A (zh) * 2013-01-31 2015-10-14 日新制钢株式会社 湿式多片离合器用离合器片及其制造方法
JP2016216810A (ja) * 2015-05-26 2016-12-22 新日鐵住金株式会社 被切削性及び焼入れ焼戻し後の耐摩耗特性に優れる低炭素鋼板及びその製造方法
CN107735505A (zh) * 2015-06-17 2018-02-23 新日铁住金株式会社 钢板及制造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104955972A (zh) * 2013-01-31 2015-09-30 日新制钢株式会社 冷轧钢板及其制造方法
CN104981557A (zh) * 2013-01-31 2015-10-14 日新制钢株式会社 湿式多片离合器用离合器片及其制造方法
JP2016216810A (ja) * 2015-05-26 2016-12-22 新日鐵住金株式会社 被切削性及び焼入れ焼戻し後の耐摩耗特性に優れる低炭素鋼板及びその製造方法
CN107735505A (zh) * 2015-06-17 2018-02-23 新日铁住金株式会社 钢板及制造方法

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