一種高強(qiáng)度汽車發(fā)動機(jī)蓋鋼材料及其制造工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度汽車發(fā)動機(jī)蓋鋼材料及其制造工藝，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：碳0.2-0.5%、硅0.045-0.06%、錳0.2-0.25%、鈷0.65-0.7%、銅0.03-0.05%、硼0.03-0.04%、鎳0.02-0.03%、鉍0.001-0.003%、鈮0.06-0.07%、鉭0.03-0.04%、鈦0.02-0.05%、硫0.06-0.065%、磷0.028-0.032%、余量為鐵；本發(fā)明先制成合金塊再通過熔化并加入合金元素制成鑄件，以達(dá)到提高超高強(qiáng)度合金鋼鍛件的韌性，減少超高強(qiáng)度合金鋼鍛件疲勞強(qiáng)度/抗拉強(qiáng)度比值的下降程度，本發(fā)明的鋼材料中通過加入鉍、鈮、鉭等稀土金屬，大大增加了合金的耐磨性能，冷加工性能。
【專利說明】一種高強(qiáng)度汽車發(fā)動機(jī)蓋鋼材料及其制造工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種合金鋼及其制造方法，特別涉及一種高強(qiáng)度汽車發(fā)動機(jī)蓋鋼材料的制造工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]汽車的金屬配套零件，不僅在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與功能上有較高的要求，同時(shí)在機(jī)械加工上同樣重要，這樣的要求不僅是滿足汽車使用上的基本條件，同時(shí)也是安全可靠延長使用壽命的保障。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，生產(chǎn)汽車配件的鋼材為普通的中低含量合金鋼，因這些汽車金屬配件在使用功能上一般是頻繁的運(yùn)動部件，磨損率很高，更換頻繁，增加了維護(hù)成本；尋找到一種提高硬度和耐磨性能，同時(shí)零件表面耐熱性能高的中低含量的合金鋼就顯的非常重要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度汽車發(fā)動機(jī)蓋鋼材料的制造工藝。
[0005]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
高強(qiáng)度汽車發(fā)動機(jī)蓋鋼材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:碳0.2-0.5%、硅 0.045-0.06%、錳 0.2-0.25%、鈷 0.65-0.7%、銅 0.03-0.05%、硼 0.03-0.04%、鎳 0.02-0.03%、鉍 0.001-0.003%、鈮 0.06-0.07%、鉭 0.03-0.04%、鈦 0.02-0.05%、硫0.06-0.065%、磷 0.028-0.032%、余量為鐵。
[0006]高強(qiáng)度汽車發(fā)動機(jī)蓋鋼材料的制造工藝，包括以下步驟:
(1)合金塊的制作:將鉻鐵與廢鐵按2.5-3.5:1比例投入真空感應(yīng)爐中熔化，再加入廢鋼，作為鐵基質(zhì)來源；進(jìn)行脫硫、脫氧；然后依次加入碳、硅、錳、銅、硼、鉭、鈦合金元素合金化，所述的硅、鉭、鈦合金元素加入量為其配方中各自質(zhì)量百分比的3/5，熔化過程中采用精煉劑精煉、澆鑄、鑄后熱處理等，冷卻后制成鋼坯；
(2)鑄造:將步驟(1)的鋼坯放入電弧爐中熔化至熔融狀態(tài)，然后向其中加入剩余量的硅、鉭、鈦合金元素，攪拌均勻，保溫20-30分鐘，再向其中加入其它剩余組成合金元素，充分?jǐn)嚢杈鶆?，?340-1550°C精煉50-55min，保溫15_20min后取樣，分析成分后，調(diào)整成分，熔化15-20min，鑄造成型，出鋼溫度為1150_1520°C ；
(3)鍛造及熱處理:對步驟(2)中的成型件進(jìn)行鍛造，開鍛溫度>1050°C，終鍛溫度880°C，鍛造變形量> 28%，鍛造后緩慢冷卻到室溫再退火，退火溫度650-700°C，保溫時(shí)間1-1.5h ;然后進(jìn)行淬火處理，淬火溫度820-870°C，回火溫度400_480°C，回火時(shí)間40_50mino
[0007]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明先制成合金塊再通過熔化并加入合金元素制成鑄件，以達(dá)到提高超高強(qiáng)度合金鋼鍛件的韌性，減少超高強(qiáng)度合金鋼鍛件疲勞強(qiáng)度/抗拉強(qiáng)度比值的下降程度，本發(fā)明的鋼材料中通過加入鉍、鈮、鉭等稀土金屬，大大增加了合金的耐磨性能，冷加工性能。

【具體實(shí)施方式】
[0008]實(shí)施例1:高強(qiáng)度汽車發(fā)動機(jī)蓋鋼材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:碳 0.4%、硅 0.05%、錳 0.22%、鈷 0.68%、銅 0.04%、硼 0.035%、鎳 0.025%、鉍 0.002%、鈮
0.065%、鉭 0.035%、鈦 0.04%、硫 0.062%、磷 0.03%、余量為鐵。
[0009]高強(qiáng)度汽車發(fā)動機(jī)蓋鋼材料的制造工藝，包括以下步驟:
(1)合金塊的制作:將鉻鐵與廢鐵按3:1比例投入真空感應(yīng)爐中熔化，再加入廢鋼，作為鐵基質(zhì)來源；進(jìn)行脫硫、脫氧；然后依次加入碳、硅、錳、銅、硼、鉭、鈦合金元素合金化，所述的硅、鉭、鈦合金元素加入量為其配方中各自質(zhì)量百分比的3/5，熔化過程中采用精煉劑精煉、澆鑄、鑄后熱處理等，冷卻后制成鋼坯；
(2)鑄造:將步驟(1)的鋼坯放入電弧爐中熔化至熔融狀態(tài)，然后向其中加入剩余量的硅、鉭、鈦合金元素，攪拌均勻，保溫25分鐘，再向其中加入其它剩余組成合金元素，充分?jǐn)嚢杈鶆颍?550°C精煉55min，保溫15_20min后取樣，分析成分后，調(diào)整成分，熔化15-20min，鑄造成型，出鋼溫度為1510°C ；
(3)鍛造及熱處理:對步驟(2)中的成型件進(jìn)行鍛造，開鍛溫度>1050°C，終鍛溫度 880°C，鍛造變形量> 28%，鍛造后緩慢冷卻到室溫再退火，退火溫度680°C，保溫時(shí)間1-1.5h ;然后進(jìn)行淬火處理，淬火溫度850°C，回火溫度450°C，回火時(shí)間45min。
[0010]本發(fā)明制造的的汽車發(fā)動機(jī)蓋試驗(yàn)數(shù)據(jù):抗拉強(qiáng)度ObS 1150MPa;屈服強(qiáng)度ο 0.2 ^ 1092MPa ;延伸率δ 5 (%0) 9 ;斷面收縮率Ψ (%。) 24 ;室溫沖擊韌性a ku (42 °C ) 72J/cm2 ;低溫沖擊韌性 σ ku (-40 °C ) 38J/cm2 ;硬度 HRC42-45 ;由此合金鋼制作的汽車發(fā)動機(jī)蓋的抗拉強(qiáng)度和低溫沖擊等性能遠(yuǎn)好于高錳鋼，汽車發(fā)動機(jī)蓋的使用壽命能大大提聞。
【權(quán)利要求】
1.一種高強(qiáng)度汽車發(fā)動機(jī)蓋鋼材料，其特征在于:其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:碳 0.2-0.5%、硅 0.045-0.06%、錳 0.2-0.25%、鈷 0.65-0.7%、銅 0.03-0.05%、硼 0.03-0.04%、鎳 0.02-0.03%、鉍 0.001-0.003%、鈮 0.06-0.07%、鉭 0.03-0.04%、鈦0.02-0.05%、硫 0.06-0.065%、磷 0.028-0.032%、余量為鐵。
2.一種如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度汽車發(fā)動機(jī)蓋鋼材料的制造工藝，其特征在于包括以下步驟: (1)合金塊的制作:將鉻鐵與廢鐵按2.5-3.5:1比例投入真空感應(yīng)爐中熔化，再加入廢鋼，作為鐵基質(zhì)來源；進(jìn)行脫硫、脫氧；然后依次加入碳、硅、錳、銅、硼、鉭、鈦合金元素合金化，所述的硅、鉭、鈦合金元素加入量為其配方中各自質(zhì)量百分比的3/5，熔化過程中采用精煉劑精煉、澆鑄、鑄后熱處理等，冷卻后制成鋼坯； (2)鑄造:將步驟(1)的鋼坯放入電弧爐中熔化至熔融狀態(tài)，然后向其中加入剩余量的硅、鉭、鈦合金元素，攪拌均勻，保溫20-30分鐘，再向其中加入其它剩余組成合金元素，充分?jǐn)嚢杈鶆颍?340-1550°C精煉50-55min，保溫15_20min后取樣，分析成分后，調(diào)整成分，熔化15-20min，鑄造成型，出鋼溫度為1150_1520°C ； (3)鍛造及熱處理:對步驟(2)中的成型件進(jìn)行鍛造，開鍛溫度>1050°C，終鍛溫度≥880°C，鍛造變形量≥ 28%，鍛造后緩慢冷卻到室溫再退火，退火溫度650-700°C，保溫時(shí)間1-1.5h ;然后進(jìn)行淬火處理，淬火溫度820-870°C，回火溫度400-480°C，回火時(shí)間40_50mino
【文檔編號】C22C33/06GK104164628SQ201410357800
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】費(fèi)賢超 申請人:合肥市瑞宏重型機(jī)械有限公司