專利名稱：保淬透性高強度低溫韌性彈簧鋼的制作方法
技術領域：
本發明型涉及一種保淬透性高強度低溫韌性彈簧鋼，屬于合金鋼技術領域。
背景技術：
目前，大噸位工程機械的工作應力較大，使用的地域差異性對零件的沖擊性能提出了新的要求，特別是對于漲緊機構用彈簧鋼，不僅要求具有高強度，同時還必須保證在-40°C的條件下仍具有高的沖擊性能。工程機械用彈簧鋼規格較大，通常為 Φ40-Φ60πιπι，具有良好的淬透性和高強度、一定的常溫沖擊性能是鋼材的基本條件，通過添加微量元素已經實現，但具有上述性能的同時-40°C的條件下仍具有高的沖擊性能， 并具有經濟性是新的課題。
背景技術：
用于制作螺旋彈簧的大規格圓鋼材料有60Si2CrA、 60Si2CrVA、60CrMnBA、SUPl 1A,中國專利ZL200510018800. 7、名稱為“高強韌性高淬透性彈簧鋼”，ZL200710052805.0、名稱為“一種高應力、高塑性、高淬透性的大截面彈簧用鋼”， ZL200380100602.4、名稱為“改善了淬透性和耐點蝕性的彈簧用鋼”；上述材料的淬透性較大，均適用于不同尺寸的大斷面直徑的彈簧，但均無法在保證高淬透性、高強度的同時保證材料的低溫韌性。

發明內容
本發明目的是提供一種保淬透性高強度低溫韌性彈簧鋼，提高鋼的淬透性的同時，提高鋼的沖擊韌性，解決背景技術存在的上述問題。本發明技術方案是
保淬透性高強度低溫韌性彈簧鋼，化學成分按照重量百分比配比如下 C 0. 56%-0. 64%, Si 1. 40%-2. 00%, Mn 0. 40%-0. 80%, Cr 0. 70%-1. 00%, Ni 0. 10%-0. 40%, Cu ≤ 0. 25%, P≤O. 025%, S≤O. 025%,其余為 Fe 及雜質；具有 880°C 士20°C 淬火后430士50°C回火抗拉強度≥1750Mpa，常溫及_40°C的Aku2≥20J，Aku2為U型缺口 2mm的沖擊功，單位J ；端淬試驗J20 ≥55HRC，J20代表端淬試驗距離噴水端20mm處的硬度，單位HRC，端淬試驗是按GB/T225進行的。本發明的Mn較佳范圍是重量百分比0. 65%-0. 80%，其目的是提高鋼的淬透性的同時，配合熱處理工藝提高鋼的沖擊韌性。本發明的Ni較佳范圍是重量百分比0. 10%-0. 30%，其目的是提高鋼的低溫沖擊韌性。本發明特別適用于制作規格≤Φ 50mm的圓柱螺旋彈簧。本發明與背景技術相比，具有如下的積極效果是
1、與GB/T1222中60Si2CrA相比，60Si2CrA的Mn含量為0. 40%-0. 70%,如果其他成分要求的中限，在Mn低于0. 65%時，其鋼材的端淬值不能達到55HRC以上，同時Ni在不添加或低于0. 1%時無法保證_40°C低溫沖擊值；與60Si2CrA相比，本鋼種突破了其Mn的上限， 使本發明鋼的淬透性達到55HRC以上，同時限定了 Ni 0. 10%-0. 30%，保證了 _40°C低溫沖擊值，同時也未因添加M過多增加成本。2、與ZL200510018800. 7、“高強韌性高淬透性彈簧鋼”相比，其鋼種為52CrMnB彈簧鋼，其適合的鋼板彈簧，滿足J20彡55HRC能力不足，同時該鋼種在1750Mpa情況下不確定其-40°C的沖擊韌性達到20J以上；本發明鋼與該鋼種相比，通過C、Si、Mn、Cr 提高了其強度和淬透性，由于添加了微量Ni提高了低溫沖擊韌性。3、與ZL20071005^05.0、“一種高應力、高塑性、高淬透性的大截面彈簧用鋼”相比，其特點是將C含量控制在較低的0. 37%-0. 43%,通過提高Mn到1. 30%-2. 20%,并添加B、 V、Ti，達到提高鋼的淬透性和晶粒度的目的，但因為發揮B的作用添加了 Ti，TiN作為有棱角的夾雜物對彈簧鋼疲勞影響較大，同時該鋼種在1750Mpa情況下不確定其_40°C的沖擊韌性達到20J以上。本發明鋼不含B，因此添加Ti保B所帶來的無法避免的TiN夾雜在本鋼種含量極少，彈簧的疲勞及沖擊韌性指標較好。4、與ZL200380100602. 4、“改善了淬透性和耐點蝕性的彈簧用鋼”相比，其鋼種與 ZL200710052805. 0均為CrMnB系彈簧鋼，為了進一步提高其淬透性，添加了 V、Mo,為改善其耐蝕性添加了 Ni、Cu、釙，其強度可達到1700MPa，J30可達到56HRC以上，常溫沖擊達到 40J/cm2，具有常溫條件下的高強韌性，但由于其添加了多種合金元素，特別是添加Mo、V、 Ni、Cu、Sb合金導致鋼的成本高。同時其因含B導致的不可避免的TiN夾雜對疲勞性能影響較大，并不確定其-40°C的沖擊韌性達到20J以上。本發明鋼僅添加微量附，成分設計簡單、易控，合金成本低。在較為經濟的情況下達到了高強韌性，特別是能夠滿足_40°C的沖擊韌性達到20J以上。
具體實施例方式以下通過實施例對本發明作進一步說明。保淬透性高強度低溫韌性彈簧鋼，化學成分按照重量百分比配比如下
C 0. 56%-0. 64%, Si 1. 40%-2. 00%, Mn 0. 40%-0. 80%, Cr 0. 70%-1. 00%, Ni 0. 10%-0. 40%, Cu ^ 0. 25%, P^O. 025%, S^O. 025%,其余為 Fe 及雜質；具有 880°C 士20°C 淬火后430 士 50°C回火抗拉強度彡1750Mpa,常溫及-40 V的Aku2彡20J,端淬試驗 J20彡55HRC。端淬試驗是按GB/T225進行的。本發明各實施例與比較鋼的化學成分見表1。將本發明鋼軋制成Φ50πιπι，與比較鋼進行比較。
權利要求
1.一種保淬透性高強度低溫韌性彈簧鋼，其特征在于化學成分按照重量百分比配比如下C 0. 56%-0. 64%, Si 1. 40%-2. 00%, Mn 0. 40%-0. 80%, Cr 0. 70%-1. 00%, Ni 0. 10%-0. 40%, Cu ^ 0. 25%, P^O. 025%, S^O. 025%,其余為 Fe 及雜質；具有 880°C 士20°C 淬火后430士50°C回火抗拉強度彡1750Mpa，常溫及_40°C的Aku2彡20J，Aku2為U型缺口 2mm的沖擊功，單位J ；端淬試驗J20 ^ 55HRC，J20代表端淬試驗距離噴水端20mm處的硬度，單位HRC。
2.根據權利要求1所述之保淬透性高強度低溫韌性彈簧鋼，其特征在于Mn范圍是重量百分比0. 65%-0. 80%ο
3.根據權利要求1或2所述之保淬透性高強度低溫韌性彈簧鋼，其特征在于附范圍是重量百分比0. 10%-0. 30%O
全文摘要
本發明型涉及一種保淬透性高強度低溫韌性彈簧鋼，屬于合金鋼技術領域。技術方案是化學成分按照重量百分比配比如下C0.56%-0.64%，Si1.40%-2.00%，Mn0.40%-0.80%，Cr0.70%-1.00%，Ni0.10%-0.40%，Cu≤0.25%，P≤0.025%，S≤0.025%，其余為Fe及雜質；具有880℃±20℃淬火后430±50℃回火抗拉強度≥1750Mpa，常溫及-40℃的Aku2≥20J，Aku2為U型缺口2mm的沖擊功，單位J；端淬試驗J20≥55HRC，J20代表端淬試驗距離噴水端20mm處的硬度，單位HRC。本發明積極效果提高鋼的淬透性的同時，提高鋼的沖擊韌性，特別適用于制作規格≤φ50mm的圓柱螺旋彈簧。
文檔編號C22C38/40GK102560263SQ201210005280
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月10日 優先權日2012年1月10日
發明者于凱軍, 周舉俊, 張立良, 戴觀文, 李本和, 楊進航, 梁玫, 王信康, 董大西, 陳紅衛, 齊建軍 申請人:河北鋼鐵集團有限公司, 石家莊鋼鐵有限責任公司