通过加工负荷防止渗碳的合金钢及其制备方法技术

本发明专利技术公开了通过加工负荷防止渗碳的合金钢及其制备方法，所述合金钢以合金钢的总重量计包含：约0.13至0.25重量％的碳(C)，约0.6至1.5重量％的硅(Si)，约0.6至1.5重量％的锰(Mn)，约1.5至3.0重量％的铬(Cr)，约0.01至0.1重量％的铌(Nb)，约0.01至0.1重量％的铝(Al)，约0.05至0.5重量％的钒(V)，余量的铁(F)以及杂质。

Alloy steel for preventing carburizing by machining load and its preparation method

The invention discloses an alloy steel and a preparation method for preventing carburizing by processing load. The alloy steel consists of a total weight meter of about 0.13 to 0.25 weight% of carbon (C), about 0.6 to 1.5 weight% of silicon (Si), about 0.6 to 1.5 weight% of manganese (Mn), about 1.5 to 3 weight% of chromium (Cr), about 0.01 to 0.1 weight% of niobium (N). B), about 0.01 to 0.1 wt% aluminum (Al), about 0.05 to 0.5 wt% of vanadium (V), the surplus of iron (F) and impurities.

【技术实现步骤摘要】
通过加工负荷防止渗碳的合金钢及其制备方法相关申请的交叉引用本申请要求2017年1月5日提交的韩国专利申请No.10-2017-0001881的优先权，该申请的全部内容结合于此，以用于通过该引用的所有目的。
本专利技术涉及防止渗碳的合金钢，更具体地，涉及通过加工负荷防止渗碳的合金钢及其制备方法，其因为由通过在加工合金钢时施加高加工负荷而产生的氧化膜来抑制渗碳，因此能够解决脆性问题。
技术介绍
渗碳热处理是使碳在高温(850至950℃)下扩散，然后通过淬火改进钢的表面硬度的热处理。渗碳热处理可以改进钢的表面强度和耐磨性。此外，当将渗碳热处理应用于齿轮时，可以改进接触疲劳和弯曲疲劳特性。然而，随着表面上碳量的增加，钢的脆性也增加，结果，钢会被冲击损坏。因此，当将渗碳热处理应用于汽车部件时，可以将抗渗碳液体施加至易受脆性损害的部分以防止渗碳。通常，在施加抗渗碳液体以防止渗碳的方法中，在首先锻造材料之后，将材料在AC3或更大的温度下保持预定的时间，然后使其经受热处理如正火或退火。此时的硬度为HV150至250级。根据部件所需的强度选择和使用热处理。热处理的目的是使结构均匀化，增加强度并改进加工性。以这种方式，加工经完全热处理的部件，当部件需要抗渗碳时，将抗渗碳液体施加在经完全加工的部件上，并且干燥该液体。在完成抗渗碳之后，通过渗碳热处理来改进表面硬度，并且使部件经受除去抗渗碳液体的工序。然而，施加抗渗碳液体的方法是复杂的，并且具有成本会成为负担的缺点。因此，还可以进行用以使在渗碳之后的脆性局部降低的高频回火处理，以省去抗渗碳处理。然而，该处理并没有完全降低钢的脆性，并由此具有冲击损坏的问题等。因此，本专利技术可以降低由于抗渗碳而造成的成本和人力损失。本专利技术还可以通过在高加工负荷下加工一部分来缓解由于高频回火而引起的对脆性的忧虑，并且在不施加抗渗碳液体的情况下进行渗碳热处理。公开于该专利技术背景部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的各个方面旨在提供合金钢及其制备方法，其中在没有施加抗渗碳液体和高频回火处理的情况下通过加工负荷来防止渗碳。例如，使具有期望的抗渗碳效果的合金钢经受高加工负荷。本专利技术想要解决的技术问题不限于以上提及的技术问题，并且从对本专利技术的描述，本领域技术人员将显然理解未提及的其它技术问题。本专利技术的各个方面旨在提供合金钢，其中通过加工负荷来防止渗碳，所述合金钢以合金钢的总重量计包含：约0.13至0.25重量％的碳(C)，约0.6至1.5重量％的硅(Si)，约0.6至1.5重量％的锰(Mn)，约1.5至3.0重量％的铬(Cr)，约0.01至0.1重量％的铌(Nb)，约0.01至0.1重量％的铝(Al)，约0.05至0.5重量％的钒(V)，余量的铁(F)以及杂质。在本专利技术的示例性实施方案中，X是由以下方程式1计算出的值；在[方程式1]中的X＝Si的重量％+1/2×Mn的重量％+2×Cr的重量％，以及X的值为4.9至6.5重量％。在本专利技术的示例性实施方案中，合金钢的表面包括通过加工负荷形成的氧化膜是有益的。在本专利技术的示例性实施方案中，合金钢的表面结构包括低碳马氏体结构是有益的。在本专利技术的示例性实施方案中，表面结构包含0.4重量％或更少的碳是有益的。本专利技术的各个方面旨在提供制备合金钢的方法，其中通过加工负荷来防止渗碳。所述方法可以包括：锻造步骤，其中锻造合金钢；热处理步骤，其中对经锻造的合金钢进行热处理；加工步骤，其中在将加工负荷施加至经热处理的合金钢的同时加工经热处理的合金钢；渗碳热处理步骤，其中使经加工的合金钢经受渗碳热处理；以及抛光步骤，其中对经受渗碳热处理的合金钢进行抛光。在本专利技术的示例性实施方案中，在将加工负荷部分地施加至经热处理的合金钢的同时进行加工步骤是有益的。在本专利技术的示例性实施方案中，在加工步骤中的进料量为约2.0mm/rev或更大是有益的。在本专利技术的示例性实施方案中，在加工步骤中的加工速度为约200m/min或更高是有益的。在本专利技术的示例性实施方案中，以下是有益的：渗碳热处理步骤可以包括：渗碳步骤，其中碳渗透到经加工的合金钢中；扩散步骤，其中在经渗碳的合金钢中的碳扩散到经渗碳的合金钢内；冷却裂化步骤，其中对经扩散的合金钢进行热处理；以及冷却步骤，其中使经受冷却裂化步骤的合金钢冷却。在本专利技术的示例性实施方案中，在渗碳步骤中的碳势为约0.7至1.0％是有益的。在本专利技术的示例性实施方案中，在扩散步骤中的碳势为约0.7至0.9％是有益的。在本专利技术的示例性实施方案中，在冷却裂化步骤中的碳势为约0.7至0.9％是有益的。在本专利技术的示例性实施方案中，在渗碳步骤中的温度为约880至920℃是有益的。在本专利技术的示例性实施方案中，在扩散步骤中的温度约为860至920℃是有益的。在本专利技术的示例性实施方案中，在冷却裂化步骤中的温度为约820至860℃是有益的。在本专利技术的示例性实施方案中，在冷却步骤中的温度为约50至250℃是有益的。本文提供通过加工负荷防止渗碳的合金钢及其制备方法。在加工时进行抗渗碳的合金钢在高加工负荷下进行加工。能够在无需施加和除去抗渗碳液的过程下防止渗碳。因此，有降低成本并简化工艺的效果。由于能够在加工步骤中防止渗碳，而不是通过无法完全改进脆性的高频回火来防止渗碳，所以能够在将本专利技术应用于部件时减轻对损坏的忧虑，并且能够提供拉伸强度得以改进的效果。附图说明图1是根据现有技术的部件的螺纹部及其损坏的构造图。图2是根据现有技术的部件的花键部及其损坏的构造图。图3是以下合金钢的表面结构的放大图，所述合金钢应用了根据现有技术的加工条件。图4是以下合金钢的表面结构的放大图，所述合金钢应用了根据本专利技术示例性实施方案的加工条件。图5是根据本专利技术示例性实施方案的合金钢的渗碳热处理步骤的示意图。图6是根据现有技术的部件的花键部的表面结构放大图。图7是根据本专利技术示例性实施方案的部件的花键部的表面结构放大图。图8是根据现有技术的部件的拉伸试验结果图。图9是根据本专利技术示例性实施方案的部件的拉伸试验结果图。图10是根据现有技术的制备合金钢的方法流程图。图11是根据本专利技术示例性实施方案的制备合金钢的方法流程图。应当了解，附图并不必须是按比例绘制的，其示出了某种程度上简化表示的说明本专利技术基本原理的各个特征。在此所公开的本专利技术的特定的设计特征，包括例如特定的尺寸、定向、定位和形状，将部分地由特定目的的应用和使用环境所确定。在这些附图中，在贯穿附图的多幅图形中，附图标记指代本专利技术的相同或等同的部分。具体实施方式现在将具体参考本专利技术的各个实施方案，在附图中和以下的描述中示出了这些实施方案的示例。虽然本专利技术与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本专利技术限制为这些示例性实施方案。相反，本专利技术旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本专利技术的精神和范围之内的各种替换、修改、等同形式以及其它实施方案。渗碳热处理使碳在高温下扩散，然后通过淬火改进钢的表面硬度。渗碳热处理可以改进钢的表面强度和耐磨性，但是随着表面上碳量的增加，钢的脆性也增加，结果，钢会被冲击损坏。因此，为了防本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合金钢，其中通过加工负荷防止渗碳，所述合金钢以合金钢的总重量计包含：0.13至0.25重量％的碳C，0.6至1.5重量％的硅Si，0.6至1.5重量％的锰Mn，1.5至3.0重量％的铬Cr，0.01至0.1重量％的铌Nb，0.01至0.1重量％的铝Al，0.05至0.5重量％的钒V，余量的铁F，以及杂质。

【技术特征摘要】
2017.01.05 KR 10-2017-00018811.一种合金钢，其中通过加工负荷防止渗碳，所述合金钢以合金钢的总重量计包含：0.13至0.25重量％的碳C，0.6至1.5重量％的硅Si，0.6至1.5重量％的锰Mn，1.5至3.0重量％的铬Cr，0.01至0.1重量％的铌Nb，0.01至0.1重量％的铝Al，0.05至0.5重量％的钒V，余量的铁F，以及杂质。2.根据权利要求1所述的合金钢，其中X是通过以下方程式1计算出的值：方程式1X＝Si的重量％+1/2×Mn的重量％+2×Cr的重量％其中X的值为4.9至6.5重量％。3.根据权利要求1所述的合金钢，其中所述合金钢的表面包括通过加工负荷形成的氧化膜。4.根据权利要求1所述的合金钢，其中所述合金钢的表面结构包括低碳马氏体结构。5.根据权利要求4所述的合金钢，其中所述表面结构包含0.4重量％或更少的碳。6.一种制备合金钢的方法，其中通过加工负荷防止渗碳，所述方法包括：锻造步骤，其中锻造合金钢；其中所述合金钢以合金钢的总重量计包含：0.13至0.25重量％的碳C，0.6至1.5重量％的硅Si，0.6至1.5重量％的锰Mn，1.5至3.0重量％的铬Cr，0.01至0.1重量％的铌Nb，0.01至0.1重量％的铝Al，0.05至0.5重量％的钒V，余量的铁F，以及杂质，热处理步骤，其中对经锻造的合金钢进行热处理；加工步骤，其中在将加工负荷施加至经热处理的合金钢的同时加工...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴栽弘，姜旻佑，黄载允，金铉奎，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR