【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及紧固件用中碳冷镦钢领域，尤其涉及一种高疲劳性能的10.9级汽车发动机紧固件用中碳冷镦钢。
技术介绍
1、目前，国内外10.9级及以上发动机用高强度紧固件用钢质量和性能稳定性仍然存在不足，疲劳性能仍然不能较好满足使用要求。
2、紧固件疲劳破坏的应力往往远低于其静载荷下的强度极限，属于脆性断裂，且断裂征兆不明显，是紧固件最常见、危害最大的失效形式。发动机用紧固件的疲劳极限直接影响发动机的使用寿命，影响到汽车的安全行驶。考虑到发动机结构件工作环境的恶劣以及高可靠性要求，对高强度紧固件进行疲劳性能试验是有必要的。研究紧固件用钢的疲劳性能，寻找提高材料疲劳寿命的措施，对于汽车发动机结构件的发展意义重大。
3、申请号cn201510972039.4和cn201510972010.6分别公布了一种含铌10.9级轨道交通移动装备用紧固件用钢及其热处理工艺和含钒10.9级轨道交通移动装备用紧固件用钢及其热处理工艺。但是，其仅在550mpa循环应力条件下疲劳寿命≥1000万次，其需要添加昂贵的ni，nb或v元素增加成本，其组织为回火索氏体，且其应用于轨道交通移动装备，其服役环境与汽车发动机差异巨大。
技术实现思路
1、专利技术目的：针对现有技术的不足与缺陷，本专利技术提供一种高疲劳性能的10.9级汽车发动机紧固件用中碳冷镦钢，采用全新的成分配方，通过良好的夹杂物尺寸和数量控制，减弱了滚丝后脆性夹杂物带来的微缺陷等不利影响，提高疲劳性能。
2、技术方案：
3、本专利技术的高疲劳性能的10.9级汽车发动机紧固件用中碳冷镦钢的制备方法，其特征在于：包括冶炼→轧制→一次拉拔→球化退火→二次拉拔→冷镦→滚丝→调质处理→表面处理工序。
4、其中，所述的冶炼工序：包括精炼→真空脱气工序，控制铸锭n：≤0.004％；o：≤0.002％；s≤0.005％；边部总脱碳层深度≤1mm；中心偏析≤0.5级。
5、其中，所述的边部总脱碳层中，总碳量＝全脱碳量+部分脱碳量。
6、其中，所述的轧制工序：通过控轧控冷获得热轧线材，控制强度为950mpa～1050mpa、铁素体含量≤35％。
7、其中，所述的一次拉拔工序：通过控制拉拔减面率15％～25％；球化退火阶段，控制球化等级≥5级；二次拉拔控制拉拔减面率5％～10％。
8、其中，所述的冷镦工序：控制变形引起的温升≤60℃。
9、其中，所述的调质处理工序：使用网带炉，控制淬火加热温度840℃～870℃，加热总时间≥6min/mm，回火，调质后组织回火马氏体占比超过95％，其中芯部回火马氏体比例93％以上；滚丝控制，使表面形成压应力。
10、其中，所述的滚丝控制后，次表面的夹杂物上升到表面，形成微缺陷。
11、其中，所述的夹杂物包括长条形夹杂物与球形夹杂物，其中98％以上长条形夹杂物尺寸≤6μm、98％以上球状夹杂物尺寸≤5μm。
12、有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下显著优点：本专利技术与现有技术相比，改善了螺栓钢的质量水平和可靠性，通过提高钢材的纯净度、减少钢中非金属夹杂物的含量和尺寸，极大改善了螺栓钢的韧塑性和抗疲劳性能，制成的汽车关键紧固件具有较高的可靠性和稳定性，满足装配时获得稳定夹紧力的要求，对保证钢材服役性能稳定性和较高的一致性、提高汽车的安全性有积极作用。
13、本专利技术通过良好的夹杂物尺寸和数量控制，减弱了滚丝后脆性夹杂物带来的微缺陷等不利影响，提高疲劳性能。制成成品10.9级汽车发动机螺栓规格m12，疲劳测试以平均应力为σm＝618mpa，改变应力幅σa加载，循环次数按1000万次，疲劳极限σa50≥90mpa。618mpa循环应力条件下，疲劳寿命≥1000万次，优于
技术介绍
和现有产品，且成本更低。
【技术保护点】
1.一种高疲劳性能的10.9级汽车发动机紧固件用中碳冷镦钢，其特征在于：包括下述质量百分比的各组分：C：0.32％～0.38％；Si：0.1％～0.3％；Mn：0.6％～0.9％；P：≤0.02％；S：≤0.005％；Cr：0.9％～1.2％；Mo：0.15％～0.25％；N：≤0.004％；O：≤0.002％；余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的中碳冷镦钢的制备方法，其特征在于：包括冶炼→轧制→一次拉拔→球化退火→二次拉拔→冷镦→滚丝→调质处理→表面处理工序。
3.根据权利要求2所述的中碳冷镦钢的制备方法，其特征在于：所述的冶炼工序：包括精炼→真空脱气工序，控制铸锭N：≤0.004％；O：≤0.002％；S≤0.005％；边部总脱碳层深度≤1mm；中心偏析≤0.5级。
4.根据权利要求3所述的中碳冷镦钢的制备方法，其特征在于：所述的边部总脱碳层中，总碳量＝全脱碳量+部分脱碳量。
5.根据权利要求2所述的中碳冷镦钢的制备方法，其特征在于：所述的轧制工序：通过控轧控冷获得热轧线材，控制强度为950MPa～1050MP
6.根据权利要求2所述的中碳冷镦钢的制备方法，其特征在于：所述的一次拉拔工序：通过控制拉拔减面率15％～25％；球化退火阶段，控制球化等级≥5级；二次拉拔控制拉拔减面率5％～10％。
7.根据权利要求2所述的中碳冷镦钢的制备方法，其特征在于：所述的冷镦工序：控制变形引起的温升≤60℃。
8.根据权利要求2所述的中碳冷镦钢的制备方法，其特征在于：所述的调质处理工序：使用网带炉，控制淬火加热温度840℃～870℃，加热总时间≥6min/mm，回火，调质后组织回火马氏体占比超过95％，其中芯部回火马氏体比例93％以上；滚丝控制，使表面形成压应力。
9.根据权利要求8所述的中碳冷镦钢的制备方法，其特征在于：所述的滚丝控制后，次表面的夹杂物上升到表面，形成微缺陷。
10.根据权利要求9所述的中碳冷镦钢的制备方法，其特征在于：所述的夹杂物包括长条形夹杂物与球形夹杂物，其中98％以上长条形夹杂物尺寸≤6μm、98％以上球状夹杂物尺寸≤5μm。
...【技术特征摘要】
1.一种高疲劳性能的10.9级汽车发动机紧固件用中碳冷镦钢，其特征在于：包括下述质量百分比的各组分：c：0.32％～0.38％；si：0.1％～0.3％；mn：0.6％～0.9％；p：≤0.02％；s：≤0.005％；cr：0.9％～1.2％；mo：0.15％～0.25％；n：≤0.004％；o：≤0.002％；余量为fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的中碳冷镦钢的制备方法，其特征在于：包括冶炼→轧制→一次拉拔→球化退火→二次拉拔→冷镦→滚丝→调质处理→表面处理工序。
3.根据权利要求2所述的中碳冷镦钢的制备方法，其特征在于：所述的冶炼工序：包括精炼→真空脱气工序，控制铸锭n：≤0.004％；o：≤0.002％；s≤0.005％；边部总脱碳层深度≤1mm；中心偏析≤0.5级。
4.根据权利要求3所述的中碳冷镦钢的制备方法，其特征在于：所述的边部总脱碳层中，总碳量＝全脱碳量+部分脱碳量。
5.根据权利要求2所述的中碳冷镦钢的制备方法，其特征在于：所述的轧制工序：通过控轧控冷获得热轧线材，控...
【专利技术属性】
技术研发人员：王杨，周蕾，邓伟，谷亮，王国柱，成建兵，董瀚，陆恒昌，赵秀明，张波，
申请(专利权)人：南京钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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