[发明专利]车轴用合金钢及利用其的车辆用车轴的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有优秀的机械性能及良好的淬透性的车轴用合金钢及利用其的车辆用车轴的制造方法，更加具体地，涉及如下的车轴用合金钢及利用其的车辆用车轴的制造方法：通过添加作为低价合金元素的V、Al、N及B，从而提供在不添加作为高价合金元素的Mo的情况下也具有优秀的机械性能及淬透性的车轴用合金钢，并且通过利用这种合金钢来制造汽车用车轴，从而可在制造工序中省略正火及调质处理工序，并具有优秀的机械性能及良好的淬透性。

背景技术

作为汽车部件的车轴所使用的材料，以往为了确保耐久性及淬透性(hardenability)而主要通过添加Cr(铬)、Mo(钼)等高价合金元素来使用(US4820357，KR2003-0097233)。在添加有主要利用于车轴的Cr或Mo的以往钢材材料的情况下，因含有大量的高价合金元素而存在使制造成本增加的问题。

在以往技术的材料的制造方法中必须要包括用于对材料的内部组织实施均质化的正火(Normalizing)工序和用于确保材料的内部硬度的调质处理(Quenching and Tempering)工序。但是，因上述正火工序及调质处理工序而发生车轴的制造时间及制造费用增加的问题。

并且，在基于高合金元素的添加而实施镦锻工序后，当进行调质处理时，可能按照制造批次(LOT)发生质量偏差，并且，因材料缺乏淬透性而需要使用水溶性油来执行调质处理步骤，若使用这种水溶性油，则会急剧增加材料的冷却速度，因而增加马氏体相变的速度，从而使材料的表面和内部的冷却速度发生显著的差异，由此，使材料发生热变形，从而还产生耐久性降低的问题。

由此，为了改善以往技术的问题，本发明人通过在高温下对碳化物粉末、氮化物粉末、硼化物粉末进行加压成型来制成颗粒形态的晶粒细化剂来进行添加，从而在原材料状态下提高机械性能，由此要提供可以省略调质处理步骤，并且可制造出不按批次发生质量偏差的车轴的最佳工艺。

发明内容

本发明要解决的技术问题

本发明为了解决如上所述的以往的问题而提出，本发明的目的在于，提供通过使用低价合金元素来既大大降低制造成本，又具有优秀的机械性能的车轴用合金钢。

并且，本发明的再一目的在于，提供通过在车轴制造工序中省略正火及调质处理工序，从而可减少基于制造而发生的高频热变形的车轴的制造方法。

并且，本发明的另一目的在于，提供通过使用低价合金元素，并使用可具有良好淬透性的晶粒细化剂来防止出现按照不同批次发生质量偏差的车轴用合金钢。

技术方案

用于实现上述目的的本发明的机械性能及淬透性优秀的车轴用合金钢的特征在于，含有0.45～0.60重量百分比的C、0.15～0.35重量百分比的Si、0.60～0.85重量百分比的Mn、0.80～1.05重量百分比的Cr、0.004～0.01重量百分比的V、0.015～0.070重量百分比的Al、0.001～0.004重量百分比的N、0.0020～0.0030重量百分比的B、余量的Fe及不可避免地混入的杂质。

并且，本发明的车辆用车轴的制造方法包括：制造机械性能优秀的车轴用合金钢材料的步骤，上述机械性能优秀的车轴用合金钢材料的特征在于，含有0.45～0.60重量百分比的C、0.15～0.35重量百分比的Si、0.60～0.85重量百分比的Mn、0.80～1.05重量百分比的Cr、0.004～0.01重量百分比的V、0.015～0.070重量百分比的Al、0.001～0.004重量百分比的N、0.0020～0.0030重量百分比的B、余量的Fe及不可避免地混入的杂质；对上述车轴用合金钢材料实施热锻的步骤；以及为了提高经过热锻的车轴用合金钢材料的表面硬度而进行高频热处理的步骤，上述车辆用车轴的制造方法的特征在于，在制造上述车轴用合金钢材料的步骤中还包括将碳化物粉末、氮化物粉末及硼化物粉末制成颗粒形态或线形态的晶粒细化剂来进行投入的步骤。

有益效果

在适用本发明的车轴用合金钢的情况下，省略作为高价合金元素的Mo的添加，并减少Cr的量，而添加作为低价合金元素的V、Al、N及B，从而既节约制造成本，又可确保优秀的机械性能及良好的淬透性。