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，抗拉強度在1500MPa左右。隨著坦克裝甲車輛的重量越來越大，對整車的機動性能的要求又越來越高，現(xiàn)行的45CrNiMoVA合金鋼性能已不能適應(yīng)扭力軸設(shè)計需求。我國自1958年開始生產(chǎn)坦克，四十多年來，坦克車重從早期的36噸增加到現(xiàn)役裝備的55噸。通過不斷深挖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增加強度來滿足對強度指標的需求，導(dǎo)致45CrNiMoVA鋼制扭力軸強度的保險系數(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)明通過提供一種材料為40Si2Ni2CrMoV的合金鋼及用此種材料來制造扭力軸的方法，解決了目前45CrNiMoVA鋼制扭力軸強度低、不能適應(yīng)設(shè)計需求的問題。
[0004]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(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-機加粗工-熱處理-零件精加工-滾壓強化-強扭，具體方法如下:(I)鍛造工藝:在始鍛溫度1400°C下保溫50分鐘，進行頂鍛；鍛后進行正火熱處理，正火溫度為1000°C保溫4小時空冷，回火溫度為700°C保溫6小時，出爐空冷，再進行去應(yīng)力回火，回火溫度為600°C，保溫5.0小時后空冷；
(2)毛坯粗加工:將鍛造后毛坯進行粗加工；
(3)熱處理:將粗加工后的扭力軸進行熱處理，即強韌化處理，扭力軸淬火的奧氏體化溫度為850-900°C，保溫時間為3小時，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，保溫時間4小時，出爐空冷；
(4)零件精加工:將熱處理后的扭力軸進行磨削精加工；
(5)滾壓強化:完成強韌化處理后，進行表面滾壓強化；
(6)強扭: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，多道次強扭處理后，扭力軸達到其最大扭轉(zhuǎn)角度230-250°。
[0006]本發(fā)明的合金鋼的名義屈服強度范圍為1600_2000MPa。與現(xiàn)有扭力軸鋼45CrNiMoV鋼相比，不僅強度水平從1500MPa級提高到1600MPa級，而且斷裂韌性提高30%，剪切強度提高10%，扭轉(zhuǎn)疲勞極限提高15%以上。同時，力學(xué)性能優(yōu)良、冶煉方法簡單，疲勞壽命長，提升了坦克裝甲車輛的承載能力和機動性。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。
【具體實施方式】
[0007]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明:
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-機加粗工-熱處理-零件精加工-滾壓強化-強扭，具體方法如下:
一種制造扭力軸的方法，包括以下步驟:鍛造-機加粗工-熱處理-零件精加工-滾壓強化-強扭，具體方法如下:(I)鍛造工藝:在始鍛溫度1400°C下保溫50分鐘，進行頂鍛；鍛后進行正火熱處理，正火溫度為1000°C保溫4小時空冷，回火溫度為700°C保溫6小時，出爐空冷，再進行去應(yīng)力回火，回火溫度為600°C，保溫5.0小時后空冷；
(2)毛坯粗加工:將鍛造后毛坯進行粗加工；
(3)熱處理:將粗加工后的扭力軸進行熱處理，即強韌化處理，扭力軸淬火的奧氏體化溫度為850-900°C，保溫時間為3小時，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，保溫時間4小時，出爐空冷；
(4)零件精加工:將熱處理后的扭力軸進行磨削精加工；
(5)滾壓強化:完成強韌化處理后，進行表面滾壓強化；
(6)強扭: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，多道次強扭處理后，扭力軸達到其最大扭轉(zhuǎn)角度230-250°。
【主權(quán)項】
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
【公開號】CN105603328
【申請?zhí)枴緾N201410661817
【發(fā)明人】吳兆平
【申請人】重慶江東摩托車配件有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2014年11月19日