專利名稱：滲氮鋼的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及滲氮鋼，尤其適用于制造易磨損的結構件。
通過JP 50037629-A已知一種高強度鋼，其成分分析結果如下，(％重量)C0．1-0．25Si ≤0．4Mn 0．3-11．0Cr 0．5-2Mo 0．07-0．23Al 0．5-1．2余量為Fe及雜質。
上述鋼使用結果良好，但為了使用上述鋼制造的部件顯示出改善了的特性，仍需要一種具有更好的制造、加工和滲氮特性的鋼種。
從JP63062859已知一種具有良好強度性能，適用于制造諸如齒輪、軸和滑動元件等在高壓力下旋轉或滑動的產品的鋼，這種鋼的成分分析結果如下，(％重量)C0．1-0．3Si ≤1．5Mn ≤0．60Cr 0．5-2．5Mo 0．3-1．0余量為Fe及雜質。
這種鋼也不是最佳的，特別需要改進滲氮特性和硬化能力。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種滲氮鋼，與已知滲氮鋼相比，它具有更好的功能、加工及制造特性。
用符合本發(fā)明的鋼達到了這一目的，該鋼含(％重量)
C 0．1-0．20Si ≤0．50Mn 0．65-1．20Cr 1．50-4．00Mo 0．40-0．70Al ≤0．50余量為Fe及雜質。
按本發(fā)明生產了一種鋼，該鋼中Al的重量百分含量為0．10-0．50％。
根據本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案，該鋼的成分分析如下，(％重量)C0．15-0．20Si 0．20-0．40Mn 0．75-1．00Cr 1．75-2．00Mo 0．50-0．60Al 0．010-0．10余量為Fe及雜質。
根據本發(fā)明的另一個優(yōu)選的實施方案，該鋼的成分分析如下，(％重量)C0．10-0．18Si 0．20-0．40Mn 0．75-1．00Cr 2．50-4．00Mo 0．50-0．65Al 0．10-0．35余量為Fe及雜質。


圖1是分別表示42CrAlMo7鋼和本發(fā)明的鋼在510℃，12h／530℃，24h下等離子滲氮的結果的曲線圖。
圖2是分別表示鋼41CrAlMo7和本發(fā)明的鋼的可加工性的曲線圖。
圖3是表示本發(fā)明的鋼在510℃，30h條件下氣體滲氮和480℃，30h條件下等離子滲氮的結果的曲線圖。
與已知滲氮鋼相比，本發(fā)明鋼的滲氮深度大為改善，并大大地改進了加工性能和制造性能。
與JP 50037629中已知的鋼對比，本發(fā)明中滲氮鋼的Cr和Mo含量較高，從而具有較強的滲氮能力和硬化能力。而且Al的含量低使制造性能提高了。
與JP 63062859中的鋼不同，本發(fā)明的滲氮鋼有較高的錳含量，從而具有較強的硬化能力。Mo含量的區(qū)間越小，該鋼性能的再現(xiàn)性越好。與本發(fā)明的鋼比較，JP 63062859中的鋼不含任何添加量的Al，從而導致較差的滲氮特性、純度和晶粒尺寸。
本發(fā)明的鋼能夠用已知的方法生產出來，這些方法是適于按本發(fā)明將主要、次要和殘余合金元素的含量控制在制造滲氮鋼的普通技術人員的技藝范圍之內的。
按圖1中的曲線，硬度HV被描述為距表面距離(mm)的函數，就與本發(fā)明鋼對比的42CrMo4而言，其成分如下C 0．15-0．18Si 0．20-0．40Mn 0．75-1．00Cr 1．75-2．00Mo 0．50-0．60Al 0．010-0．030余量為Fe及雜質。
這兩種鋼在510℃，12h／530℃，24h條件下經等離子滲氮。
由圖中結果可知，本發(fā)明鋼鄰近表面處的硬度較大，而且滲氮深度較大。
圖2為V-T曲線圖，其中描繪了按ISO3685切削硬金屬的標準切削硬度的280HB的經淬火和退火的材料的工具壽命T(用分鐘表示)和切削速度V(用米／分鐘表示)的關系曲線。將成分如下的41CrAlMo7鋼與本發(fā)明鋼進行對比。
C0．15-0．18Si 0．20-0．40Mn 0．75-1．00Cr 1．75-2．00Mo 0．50-0．60Al 0．010-0．030余量為Fe及雜質。
該曲線表明用本發(fā)明的鋼大幅度提高了壽命。當切削速度為200m／min時，該鋼的工具壽命比上述參比鋼的壽命至少長2倍。
圖3中的曲線類似于圖1說明的形式，成分如下的稍經修改的鋼的硬度(HV)是距表面距離(mm)的函數，C0．16Si 0．24Mn 0．76Cr 3．90Mo 0．60Al 0．31余量為Fe及雜質。
該鋼分別在510℃，30h下氣體滲氮和在480℃，30h下等離子滲氮。
由該曲線中所述的結果可知，在鄰近表面處獲得了甚至比圖1中所述的本發(fā)明的鋼高的硬度。較高的硬度是因為較高含量的Al和Cr的效果。但是，高含量的Al導致了比圖2中的OVAKO225A鋼差的切削性能。與圖3中的鋼相應的V-T曲線將落在圖2中說明的兩種鋼之間。
權利要求
1．滲氮鋼，尤其適用于制造易磨損的結構件，它具有以下組成，(％重量)C0．10-0．20Si ≤0．50Mn 0．65-1．20Cr 1．50-4．00Mo 0．40-0．70Al ≤0．50余量為Fe及雜質。
2．根據權利要求1的鋼，它的Al含量為0．10-0．50％(％重量)。
3．根據權利要求1或2的鋼，它具有以下組成(％重量)C0．15-0．20Si 0．20-0．40Mn 0．75-1．00Cr 1．50-2．50Mo 0．50-0．65Al 0．010-0．10余量為Fe及雜質。
4．根據權利要求1或2的鋼，它具有以下組成(％重量)C0．10-0．18Si 0．20-0．40Mn 0．75-1．00Cr 2．50-4．00Mo 0．50-0．65Al 0．10-0．35余量為Fe及雜質。
全文摘要
滲氮鋼,尤其適用于制造易磨損的結構件的鋼,它具有以下組成(%重量):C0.10—0.20,Si≤0.50,Mn0.65—1.20,Cr1.50—4.00,Mo0.40—0.70,Al≤0.50,余量為Fe及雜質。
文檔編號C22C38/22GK1204697SQ9810874
公開日1999年1月13日 申請日期1998年4月29日 優(yōu)先權日1998年4月29日
發(fā)明者R·R·勒潘恩 申請人:奧瓦科鋼鐵股份公司