钢材以及钢材的制造方法技术

技术编号:5020281 阅读:160 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
通过将成分组成调整为如下所述,得到黑皮外周旋削性优异、且联轴器部件等常常要求的扭转强度也优异的、适于机械结构用部件的钢材,即含有C:0.35质量%以上0.46质量%以下,Si:0.16质量%以上0.35质量%以下,Mn:超过1.0质量%且为2.0质量%以下,P:0.025质量%以下,S:超过0.015质量%且为0.04质量%以下,Cu:0.21质量%以上0.35质量%以下,Al:超过0.03质量%且为0.1质量%以下,Cr:不足0.5质量%,Ti:0.005质量%以上不足0.04质量%,B:0.0003质量%以上0.0070质量%以下,N:0.002质量%以上0.02质量%以下,以及O:0.0030质量%以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适于机械结构用部件(machine structural application)的钢材 (steel products)。另外,本专利技术还涉及用于制造适于机械结构用部件的钢材的方法。
技术介绍
历来,汽车用驱动轴(drive shaft for automotive)或等速联轴器(constant velocity joints)等机械结构用部件通常由下述工艺制造。首先,对热轧棒钢(hot rolling bar steels)实施热锻造(hot forging)、或切削(cutting)、冷锻造(cold forging)等而加工成预定的形状。之后,为了确保作为机械结构用部件的重要特性即 扭转强度(torsional strength),进行高频萍火(induction hardening)-炉力口热回火 (tempering)。因此,提出了在高频淬火前阶段确保良好的切削加工性(machinability)及 冷锻造性,同时在高频淬火_回火后具有较高的扭转强度的各种钢材(例如,日本特开平 9-111401号公报(专利文献1))。 应予说明,上述用途的机械结构用部件,除了作为静态断裂强度的上述扭转强度 之外,扭转疲劳强度(torsional fatigue strength)也有时受到要求。扭转疲劳强度,通 常也是通过高频淬火_回火处理而确保。然而,在驱动轴部件的制造中,有时不进行热处理或锻造加工而是由轧制状(“as rolled")的棒钢材(下面,称作黑皮材(bar steels with mill scale))直接通过外周旋 削加工(timing)而加工成预定的形状。该黑皮材的外周旋削加工,与钢材表面的氧化皮层 (黑皮SCale)与钢材相比硬度高,因此外周旋削工具的损耗(tool failure)严重,导致工 具寿命的降低。且伴随着工具寿命的降低,工具的更换频率增加而使生产率降低,且工具成 本上升也成为问题。对于该问题,以往通过使用更高硬度的工具或使用表面被覆硬质皮膜的工具之 类、从工具一侧采取措施。然而上述措施,仍然没有解决工具成本上升的问题。此外也可以考虑实施下述措施,即在周旋削前通过酸洗(pickling)或喷丸处理 (shot blast)等除去氧化皮层,之后实施外周旋削加工。然而,由于不得不增加新的工艺, 或必需引入新的设备,因此也还是增加了制造成本。
技术实现思路
以往,实际情况是没有从作为机械结构用部件的原材料的钢材一侧,积极开展针 对上述问题的措施。为此,本专利技术的目的在于解决钢材中现有技术的上述问题,即提供黑皮 夕卜周方宠肖ll性(machinability in turning for bar steels with mill scale)优异、且联 轴器部件等常常要求的扭转强度也优异的、适于机械结构用部件的钢材。另外,本专利技术的第二方面的目的在于提供用于制造钢材的方法,该钢材是黑皮外 周旋削性优异、且联轴器部件等常常要求的扭转强度也优异的、适于机械结构用部件的钢 材。至今几乎没有关于提高黑皮外周旋削性的研究,对此,专利技术人等进行了深入研究。 其结果新发现了以下见解,即通过对钢的化学组成下功夫可以得到更优异的黑皮外周旋削 性,而完成了本专利技术。另外,专利技术人等在黑皮外周旋削性优异的钢材中,特别是从提高疲劳强度的观点 出发进行了深入研究,结果新发现了以下见解,即通过对钢材的制造方法下功夫可以同时 实现优异的扭转疲劳强度与黑皮外周旋削性。本专利技术的第二方面是基于以上见解而完成 的。本专利技术的要旨如下所述。(1)黑皮外周旋削性与扭转强度优异的钢材,其特征在于,具有以下的成分组成, 即含有C:0. 35质量%以上、0.46质量%以下,Si :0. 16质量%以上、0.35质量%以下,Mn 超过1.0质量%且为2.0质量%以下,P :0. 025 质量% 以下,S 超过0.015质量%且为0.04质量%以下,Cu :0. 21质量%以上、0. 35质量%以下,A1 超过0.03质量%且为0. 1质量%以下,0:不足0.5质量%,Ti :0. 005质量%以上、不足0. 04质量%,B 0. 0003质量%以上、0. 0070质量%以下,N:0. 002质量%以上、0.02质量%以下,以及0 :() 0030 质量% 以下,且余量部为Fe及不可避免的杂质。(2)黑皮外周旋削性与扭转强度优异的钢材,其特征在于,具有以下的成分组成, 即含有C:0. 35质量%以上、0.46质量%以下,Si :0. 16质量%以上、0.24质量%以下,Mn 超过1.0质量%且为1.4质量%以下,P :() 025 质量% 以下,S 超过0.015质量%且为0.04质量%以下,Cu :0. 21质量%以上、0. 35质量%以下,A1 超过0. 03质量%且为0. 1质量%以下,0:不足0.5质量%,Ti :0. 005质量%以上、不足0. 04质量%,B 0. 0003质量%以上、0. 0070质量%以下,N 0. 002质量%以上、0. 02质量%以下,以及0 :() 0030 质量% 以下,且余量部为Fe及不可避免的杂质。(3)如前述(1)或(2)所述的黑皮外周旋削性与扭转强度优异的钢材,进一步含有Ni 0. 05质量%以上、3. 5质量%以下。(4)如前述⑴ ⑶的任一项所述的黑皮外周旋削性与扭转强度优异的钢材,进 一步含有选自Nb 0. 005质量%以上、0. 1质量%以下,以及V :0. 01质量%以上、0.5质量%以下的1种或2种。S卩,通过形成以下的成分组成能够实现本专利技术的目的,所述成分组成满足上述(1) 或(2)的从C到0的规定,任选地进一步含有上述(3)的Ni,并与此相独立地任选地进一步 含有上述(4)的Nb、V中的1种或2种,且余量部为Fe及不可避免的杂质。另外,本专利技术的第二方面如下所述。(5)黑皮外周旋削性与扭转强度优异的钢材的制造方法,其特征在于,对原材料实 施热轧时将该原材料加热至1100°c以上、1250°C以下的温度区间,并在1000°C以上的温度 区间结束轧制,所述原材料具有以下的成分组成,含有C :0. 35质量%以上、0.46质量%以下,Si :0. 16质量%以上、0.35质量%以下,Mn 超过1.0质量%且为2.0质量%以下,P :0· 025 质量% 以下,S 超过0.015质量%且为0.04质量%以下,Cu :0. 21质量%以上、0. 35质量%以下,Al 超过0.03质量%且为0. 质量%以下,Cr 不足 0.5 质量 %,Ti :0. 005质量%以上、不足0. 04%质量%,B 0. 0003质量%以上、0. 0070质量%以下,N :0. 002质量%以上、0.02质量%以下,以及0 :0· 0030 质量% 以下,且余量部为Fe及不可避免的杂质。(6)黑皮外周旋削性与扭转强度优异的钢材的制造方法,其特征在于,对原材料实 施热轧时将该原材料加热至1100°c以上、1250°C以下的温度区间,并在1000°C以上的温度 区间结束轧制,所述原材料具有以下的成分组成,含有C :0. 35质量%以上、0.46质量%以下,Si :0. 16质量%以上、0.本文档来自技高网
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【技术保护点】
钢材,其具有以下的成分组成,含有C:0.35质量%以上、0.46质量%以下,Si:0.16质量%以上、0.35质量%以下,Mn:超过1.0质量%且为2.0质量%以下,P:0.025质量%以下,S:超过0.015质量%且为0.04质量%以下,Cu:0.21质量%以上、0.35质量%以下,Al:超过0.03质量%且为0.1质量%以下,Cr:不足0.5质量%,Ti:0.005质量%以上、不足0.04质量%,B:0.0003质量%以上、0.0070质量%以下,N:0.002质量%以上、0.02质量%以下,以及O:0.0030质量%以下,任选地进一步含有Ni:0.05质量%以上、3.5质量%以下,任选地进一步含有选自Nb:0.005质量%以上、0.1质量%以下,以及V:0.01质量%以上、0.5质量%以下的1种或2种,且余量部为Fe及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:大森靖浩上井清史木村秀途
申请(专利权)人:杰富意钢铁株式会社
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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