一種高強度汽車發動機蓋鋼材料及其制造工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種高強度汽車發動機蓋鋼材料及其制造工藝，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：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，以達到提高超高強度合金鋼鍛件的韌性，減少超高強度合金鋼鍛件疲勞強度/抗拉強度比值的下降程度，本發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】一種高強度汽車發動機蓋鋼材料及其制造工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種合金鋼及其制造方法，特別涉及一種高強度汽車發動機蓋鋼材料的制造工藝。
【背景技術】
[0002]汽車的金屬配套零件，不僅在結構強度與功能上有較高的要求，同時在機械加工上同樣重要，這樣的要求不僅是滿足汽車使用上的基本條件，同時也是安全可靠延長使用壽命的保障。
[0003]現有技術中，生產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動部件，磨損率很高，更換頻繁，增加了維護成本；尋找到一種提高硬度和耐磨性能，同時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。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種高強度汽車發動機蓋鋼材料的制造工藝。
[0005]本發明采用如下技術方案:
高強度汽車發動機蓋鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為: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]高強度汽車發動機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比例投入真空感應爐中熔化，再加入廢鋼，作為鐵基質來源；進行脫硫、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，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，充分攪拌均勻，在1340-1550°C精煉50-55min，保溫15_20min后取樣，分析成分后，調整成分，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，保溫時間1-1.5h ;然后進行淬火處理，淬火溫度820-870°C，回火溫度400_480°C，回火時間40_50mino
[0007]本發明的有益效果:
本發明先制成合金塊再通過熔化并加入合金元素制成鑄件，以達到提高超高強度合金鋼鍛件的韌性，減少超高強度合金鋼鍛件疲勞強度/抗拉強度比值的下降程度，本發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。
【具體實施方式】
[0008]實施例1:高強度汽車發動機蓋鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為: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]高強度汽車發動機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比例投入真空感應爐中熔化，再加入廢鋼，作為鐵基質來源；進行脫硫、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，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，充分攪拌均勻，在1550°C精煉55min，保溫15_20min后取樣，分析成分后，調整成分，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，保溫時間1-1.5h ;然后進行淬火處理，淬火溫度850°C，回火溫度450°C，回火時間45min。
[0010]本發明制造的的汽車發動機蓋試驗數據:抗拉強度ObS 1150MPa;屈服強度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動機蓋的抗拉強度和低溫沖擊等性能遠好于高錳鋼，汽車發動機蓋的使用壽命能大大提聞。
【權利要求】
1.一種高強度汽車發動機蓋鋼材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為: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。
2.一種如權利要求1所述的高強度汽車發動機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比例投入真空感應爐中熔化，再加入廢鋼，作為鐵基質來源；進行脫硫、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，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，充分攪拌均勻，在1340-1550°C精煉50-55min，保溫15_20min后取樣，分析成分后，調整成分，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，保溫時間1-1.5h ;然后進行淬火處理，淬火溫度820-870°C，回火溫度400-480°C，回火時間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 優先權日:2014年7月25日
【發明者】費賢超 申請人:合肥市瑞宏重型機械有限公司