一種扭力軸用鋼的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種合金鋼及用此種鋼制作扭力軸的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國(guó)坦克裝甲車輛扭力軸材料為45CrNiMoVA合金鋼，常規(guī)熱處理工藝為:860°C油淬和460°C左右中溫回火處理，抗拉強(qiáng)度在1500MPa左右。隨著坦克裝甲車輛的重量越來(lái)越大，對(duì)整車的機(jī)動(dòng)性能的要求又越來(lái)越高，現(xiàn)行的45CrNiMoVA合金鋼性能已不能適應(yīng)扭力軸設(shè)計(jì)需求。我國(guó)自1958年開(kāi)始生產(chǎn)坦克，四十多年來(lái)，坦克車重從早期的36噸增加到現(xiàn)役裝備的55噸。通過(guò)不斷深挖45CrNiMoVA鋼扭力軸材料的潛能，工藝上采取降低熱處理回火溫度犧牲韌性指標(biāo)增加強(qiáng)度來(lái)滿足對(duì)強(qiáng)度指標(biāo)的需求，導(dǎo)致45CrNiMoVA鋼制扭力軸強(qiáng)度的保險(xiǎn)系數(shù)隨坦克車重的增加越降越低。在現(xiàn)役主戰(zhàn)坦克、輕型坦克以及履帶式裝甲車輛等多種型號(hào)裝備中均出現(xiàn)不同程度扭力軸早期斷裂失效現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明通過(guò)提供一種材料為40Si2Ni2CrMoV的合金鋼及用此種材料來(lái)制造扭力軸的方法，解決了目前45CrNiMoVA鋼制扭力軸強(qiáng)度低、不能適應(yīng)設(shè)計(jì)需求的問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
一種扭力軸用鋼，材料為40Si2Ni2CrMoV合金鋼，其合金元素成份及配比(重量百分比)如下:C:0.4-0.55，Si:1.6-2.5，Mn..( 0.03，Cr:0.6-1.2，Ni:0.6-3，Mo:0.6-0.9，Ca:0.0003-0.005，P:彡 0.005，S:彡 0.002，0.04-0.25 的 V 或 0.02-0.07 的 Nb 或同時(shí)含有0.06-0.25的V和0.04-0.07的Nb，其余為Fe及雜質(zhì)。
[0005]一種制造扭力軸的方法，包括以下步驟:鍛造-機(jī)加粗工-熱處理-零件精加工-滾壓強(qiáng)化-強(qiáng)扭，具體方法如下:(I)鍛造工藝:在始鍛溫度1400°C下保溫50分鐘，進(jìn)行頂鍛；鍛后進(jìn)行正火熱處理，正火溫度為1000°C保溫4小時(shí)空冷，回火溫度為700°C保溫6小時(shí)，出爐空冷，再進(jìn)行去應(yīng)力回火，回火溫度為600°C，保溫5.0小時(shí)后空冷；
(2)毛坯粗加工:將鍛造后毛坯進(jìn)行粗加工；
(3)熱處理:將粗加工后的扭力軸進(jìn)行熱處理，即強(qiáng)韌化處理，扭力軸淬火的奧氏體化溫度為850-900°C，保溫時(shí)間為3小時(shí)，淬火介質(zhì)為淬火油，再回火處理，油溫為45-60°C，回火溫度為250-300°C，保溫時(shí)間4小時(shí)，出爐空冷；
(4)零件精加工:將熱處理后的扭力軸進(jìn)行磨削精加工；
(5)滾壓強(qiáng)化:完成強(qiáng)韌化處理后，進(jìn)行表面滾壓強(qiáng)化；
(6)強(qiáng)扭:具體工藝為:首道扭轉(zhuǎn)角度165°，卸載后再扭轉(zhuǎn)至165°，如此反復(fù)，扭轉(zhuǎn)總次數(shù)為5次；二次扭轉(zhuǎn)角度110°，卸載后再扭轉(zhuǎn)至110°，如此反復(fù)，扭轉(zhuǎn)總次數(shù)為5次，多道次強(qiáng)扭處理后，扭力軸達(dá)到其最大扭轉(zhuǎn)角度230-250°。
[0006]本發(fā)明的合金鋼的名義屈服強(qiáng)度范圍為1600_2000MPa。與現(xiàn)有扭力軸鋼45CrNiMoV鋼相比，不僅強(qiáng)度水平從1500MPa級(jí)提高到1600MPa級(jí)，而且斷裂韌性提高30%，剪切強(qiáng)度提高10%，扭轉(zhuǎn)疲勞極限提高15%以上。同時(shí)，力學(xué)性能優(yōu)良、冶煉方法簡(jiǎn)單，疲勞壽命長(zhǎng)，提升了坦克裝甲車輛的承載能力和機(jī)動(dòng)性。本發(fā)明的鋼種除了用于制造扭力軸外，還可作為優(yōu)質(zhì)彈簧鋼使用。
【具體實(shí)施方式】
[0007]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
本發(fā)明的一種合金鋼，材料為40Si2Ni2CrMoV，其合金元素成份及配比(重量百分比)如下:C:0.4-0.55，Si:1.6-2.5，Mn:彡 0.03，Cr:0.6-1.2，Ni:0.6-3，Mo:0.6-0.9，Ca:
0.0003-0.005，P:彡 0.005，S: ^ 0.002，0.04-0.25 的 V 或 0.02-0.07 的 Nb 或同時(shí)含有
0.06-0.25的V和0.04-0.07的Nb，其余為Fe及雜質(zhì)。
[0008]用上述扭力軸用鋼制造扭力軸的方法，包括以下步驟:鍛造-機(jī)加粗工-熱處理-零件精加工-滾壓強(qiáng)化-強(qiáng)扭，具體方法如下:
一種制造扭力軸的方法，包括以下步驟:鍛造-機(jī)加粗工-熱處理-零件精加工-滾壓強(qiáng)化-強(qiáng)扭，具體方法如下:(I)鍛造工藝:在始鍛溫度1400°C下保溫50分鐘，進(jìn)行頂鍛；鍛后進(jìn)行正火熱處理，正火溫度為1000°C保溫4小時(shí)空冷，回火溫度為700°C保溫6小時(shí)，出爐空冷，再進(jìn)行去應(yīng)力回火，回火溫度為600°C，保溫5.0小時(shí)后空冷；
(2)毛坯粗加工:將鍛造后毛坯進(jìn)行粗加工；
(3)熱處理:將粗加工后的扭力軸進(jìn)行熱處理，即強(qiáng)韌化處理，扭力軸淬火的奧氏體化溫度為850-900°C，保溫時(shí)間為3小時(shí)，淬火介質(zhì)為淬火油，再回火處理，油溫為45-60°C，回火溫度為250-300°C，保溫時(shí)間4小時(shí)，出爐空冷；
(4)零件精加工:將熱處理后的扭力軸進(jìn)行磨削精加工；
(5)滾壓強(qiáng)化:完成強(qiáng)韌化處理后，進(jìn)行表面滾壓強(qiáng)化；
(6)強(qiáng)扭:具體工藝為:首道扭轉(zhuǎn)角度165°，卸載后再扭轉(zhuǎn)至165°，如此反復(fù)，扭轉(zhuǎn)總次數(shù)為5次；二次扭轉(zhuǎn)角度110°，卸載后再扭轉(zhuǎn)至110°，如此反復(fù)，扭轉(zhuǎn)總次數(shù)為5次，多道次強(qiáng)扭處理后，扭力軸達(dá)到其最大扭轉(zhuǎn)角度230-250°。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種扭力軸用鋼，其特征為:材料為40Si2Ni2CrMoV合金鋼，其合金元素成份及配比(重量百分比)如下:C:0.4-0.55，Si:1.6-2.5，Mn.≤ 0.03，Cr:0.6-1.2，Ni:0.6-3, Mo:.0.6-0.9，Ca:0.0003-0.005，P:≤ 0.005，S:≤ 0.002，0.04-0.25 的 V 或 0.02-0.07 的 Nb或同時(shí)含有0.06-0.25的V和0.04-0.07的Nb，其余為Fe及雜質(zhì)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種扭力軸用鋼，材料為40Si2Ni2CrMoV合金鋼，其合金元素成份及配比(重量百分比)如下：C：0.4-0.55，Si：1.6-2.5，Mn：≤0.03，Cr：0.6-1.2，Ni：0.6-3，Mo：0.6-0.9，Ca：0.0003-0.005，P：≤0.005，S：≤0.002，0.04-0.25的V或0.02-0.07的Nb或同時(shí)含有0.06-0.25的V和0.04-0.07的Nb，其余為Fe及雜質(zhì)。本發(fā)明的鋼除用于制造扭力軸外，還可作為優(yōu)質(zhì)彈簧鋼使用。
【IPC分類】C22C38/46, C21D8/00, C22C38/48
【公開(kāi)號(hào)】CN105603328
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410661817
【發(fā)明人】吳兆平
【申請(qǐng)人】重慶江東摩托車配件有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2014年11月19日