一種高韌性鋼制汽車五金沖壓件及其制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種高韌性鋼制汽車五金沖壓件，由以下質量百分比的元素組成：C 0.21?0.32％、Si 0.35?0.52％、Mn 1.1?1.3％、B0.001?0.005％、V 0.02?0.05％、Ni 0.01?0.05％、Mo 0.02?0.06％、Cu0.05?0.12％、Co 0.03?0.08％、Ta 0.01?0.05％、P≤0.02％、S≤0.02％、N≤0.002％，余量為Fe及不可避免的雜質，其制備工藝包括熔煉、澆鑄、加工成型、表面處理、滲鎳、淬火和回火步驟。本發明制備的五金沖壓件質量好，韌性、強度高，加工性能好，不易斷裂，使用壽命長，有著廣闊的應用前景。
【專利說明】
一種高韌性鋼制汽車五金沖壓件及其制備工藝
技術領域
[0001]本發明涉及汽車零部件技術領域，具體涉及一種高韌性鋼制汽車五金沖壓件及其制備工藝。【背景技術】
[0002]汽車中很多零部件都是經沖壓或沖壓后經過焊接或機械加工的汽車沖壓件。如汽車上的彈簧托架、壓縮閥蓋、油封座、底蓋、葉輪等都屬于汽車沖壓件。不同用途的汽車五金沖壓件根據其使用特點選擇不同力學性能的金屬材料，從而保證其產品質量。近年來，汽車行業“節能減排”政策的大力推廣，使得合金鋼等替代材料在車輛制造中開始使用，鋼板可以通過減少板厚或者截面尺寸等方式減輕零件質量，在實現車輛輕量化和提高安全性能方面有明顯優勢。目前，合金鋼的碳含量都較高，雖然其強度高，但韌性、焊接性能都較差，機械性能不好，使用壽命短。
【發明內容】
[0003]針對現有技術的不足，本發明提供了一種韌性好、加工性能優異的汽車五金件及其制備方法。
[0004]為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現:
[0005]—種高韌性鋼制汽車五金沖壓件，由以下質量百分比的元素組成:(:0.21-0.32%^Si 0.35-0.52% ^Mn 1.1-1.3%^B 0.001-0.005 % ^ V 0.02-0.05 % ^Ni 0.01-0.05%、M〇 0.02-0.06%、Cu 0.05_0.12%、C〇 0.03-0.08%、Ta0.01-0.05%、P<0.02%、S <0.02%、N<0.002%，余量為Fe及不可避免的雜質。
[0006]優選地，由以下質量百分比的元素組成:C 0.23-0.28%、Si 0.40-0.45%、Mn1.1-1.2%^B 0.002-0.004%0.03-0.04 % ^Ni 0.02-0.03 % ^Mo 0.02-0.04 % ^Cu0.06_0.09%、C〇 0.03-0.06%、Ta 0.02-0.04%、P彡0.02%、S彡0.02%、N彡0.002%，余量為Fe及不可避免的雜質。
[0007]優選地，由以下質量百分比的元素組成:C 0.25%、Si 0.42%、Mn 1.2%、B 0.003%、V 0.035%、Ni 0.025%、M〇 0.03%、Cu 0.075%、C〇 0.05%、Ta 0.035%、P彡 0.02%、3<0.02%、狀；0.002%，余量為？6及不可避免的雜質。
[0008]高韌性鋼制汽車五金沖壓件的制備工藝，包括以下步驟:
[0009]1)熔煉:將普通廢鋼、生鐵加入轉爐內熔煉，熔煉溫度為1450-1520°C，鋼液熔清后加入娃鐵、猛鐵進彳丁沉淀脫氧，調整成分，再向其中加入I凡鐵、銀鐵、鑰鐵、銅、鉆鐵，調整鋼中各元素成分，最后加入鉭鐵和硼鐵，扒渣；[001 〇] 2)澆鑄:將鋼水饒注到模具中成型，澆注溫度為1360-1390°C，冷卻至室溫后，清理毛刺飛邊，得鋼板；
[0011]3)加工成型:將鋼板加工成所需形狀的五金沖壓件胚料，將胚料加熱到820-880°C，保溫5-10分鐘，然后送入內部帶有冷卻管路的模具內沖壓成形，放在沖壓成型機中，沖壓成型，得沖壓件；
[0012]4)表面處理:對沖壓件表面進行處理；[〇〇13]5)滲鎳:采用雙輝等離子滲金屬技術對表面處理后的沖壓件進行滲鎳處理；[〇〇14]6)淬火:將滲鎳完成后的沖壓件進行油淬，在油中冷卻至220-240°C，出油，空冷至室溫；
[0015]7)回火:將沖壓件加熱到580-620°C進行回火，保溫2-3h后，空冷至室溫。[〇〇16] 優選地，所述步驟4)中表面處理包括清洗、脫脂、酸洗和拋丸步驟。[〇〇17] 優選地，所述步驟5)中滲鎳溫度為950-1000°C，滲鎳時間為3-4h，滲鎳劑為鎳板。
[0018]本發明有益效果:本發明通過調整和控制合金鋼中各元素的組成配比和添加順序使得合金鋼具有很好的力學性能，保證了鋼中固溶硼含量，保證了鋼的強度，其中Mn、Ni都有利于形成殘余奧氏體，提高鋼的韌性，Mo能顯著提高鋼的淬透性，防止回火脆性的產生， 改善鋼的冷脆性和耐磨性，Cu能強化機體，提高淬透性，增強韌性，Co可以提高鋼的耐蝕性能，B能細化晶粒，凈化晶界，增加淬火性，Ta可提高鋼的質量及機械性能，碳化物的穩定性， N是擴大奧氏體元素，其原子以間隙固溶體的形式溶于鋼的金相組織中，形成固溶強化，且與其它元素形成的氮化物起到細化晶粒、沉淀強化的作用，制備工藝中將五金沖壓件胚料加熱并保溫，使其內部組織均勻化，對沖壓件表面進行滲鎳處理，使得沖壓件具有很好的韌性，后續的淬火和回火步驟，進一步增加了五金件的表面性能，如韌性、強度、耐磨性等機械性能，本發明制備的五金沖壓件質量好，韌性、強度高，加工性能好，不易斷裂，使用壽命長， 有著廣闊的應用前景。【具體實施方式】
[0019]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例， 對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0020]實施例1:
[0021]—種高韌性鋼制汽車五金沖壓件，由以下質量百分比的元素組成:C 0.25%、Si 0.42%、Mn 1.2%、B 0.003%、V 0.035%、Ni 0.025%、M〇 0.03%、Cu 0.075%、C〇 0.05%、Ta 0.035%、？彡0.02%、5彡0.02%川彡0.002%，余量為？6及不可避免的雜質。
[0022]高韌性鋼制汽車五金沖壓件的制備工藝，包括以下步驟:
[0023]1)熔煉:將普通廢鋼、生鐵加入轉爐內熔煉，熔煉溫度為1500°C，鋼液熔清后加入娃鐵、猛鐵進彳丁沉淀脫氧，調整成分，再向其中加入I凡鐵、銀鐵、鑰鐵、銅、鉆鐵，調整鋼中各元素成分，最后加入鉭鐵和硼鐵，扒渣；[〇〇24]2)澆鑄:將鋼水澆注到模具中成型，澆注溫度為1380 °C，冷卻至室溫后，清理毛刺飛邊，得鋼板；[〇〇25]3)加工成型:將鋼板加工成所需形狀的五金沖壓件胚料，將胚料加熱到860°C，保溫8分鐘，然后送入內部帶有冷卻管路的模具內沖壓成形，放在沖壓成型機中，沖壓成型，得沖壓件；[〇〇26]4)表面處理:對沖壓件表面進行清洗、脫脂、酸洗和拋丸處理；
[0027] 5)滲鎳:采用雙輝等離子滲金屬技術對表面處理后的沖壓件進行滲鎳處理，滲鎳溫度為980°C，滲鎳時間為3.5h，滲鎳劑為鎳板；[〇〇28]6)淬火:將滲鎳完成后的沖壓件進行油淬，在油中冷卻至230°C，出油，空冷至室溫；
[0029]7)回火:將沖壓件加熱到600°C進行回火，保溫2.5h后，空冷至室溫。
[0030]實施例2:[〇〇31] 一種高韌性鋼制汽車五金沖壓件，由以下質量百分比的元素組成:C 0.26%、Si 0.44%、Mn 1.1%、B 0.003%、V 0.04%、Ni 0.025%、M〇 0.025%、Cu 0.08%、C〇 0.045%、Ta 0.03%、P彡0.02%、S彡0.02%、N彡0.002%，余量為？6及不可避免的雜質。
[0032]高韌性鋼制汽車五金沖壓件的制備工藝，包括以下步驟:
[0033] 1)熔煉:將普通廢鋼、生鐵加入轉爐內熔煉，熔煉溫度為1490°C，鋼液熔清后加入娃鐵、猛鐵進彳丁沉淀脫氧，調整成分，再向其中加入I凡鐵、銀鐵、鑰鐵、銅、鉆鐵，調整鋼中各元素成分，最后加入鉭鐵和硼鐵，扒渣；[〇〇34] 2)澆鑄:將鋼水澆注到模具中成型，澆注溫度為1370 °C，冷卻至室溫后，清理毛刺飛邊，得鋼板；[〇〇35] 3)加工成型:將鋼板加工成所需形狀的五金沖壓件胚料，將胚料加熱到850°C，保溫7分鐘，然后送入內部帶有冷卻管路的模具內沖壓成形，放在沖壓成型機中，沖壓成型，得沖壓件；[〇〇36]4)表面處理:對沖壓件表面進行清洗、脫脂、酸洗和拋丸處理；[〇〇37] 5)滲鎳:采用雙輝等離子滲金屬技術對表面處理后的沖壓件進行滲鎳處理，滲鎳溫度為970°C，滲鎳時間為4h，滲鎳劑為鎳板。；[〇〇38]6)淬火:將滲鎳完成后的沖壓件進行油淬，在油中冷卻至220-240°C，出油，空冷至室溫；[〇〇39]7)回火:將沖壓件加熱到610°C進行回火，保溫2.5h后，空冷至室溫。
[0040]實施例3:
[0041] —種高韌性鋼制汽車五金沖壓件，由以下質量百分比的元素組成:C 0.23%、Si 0.45%、Mn 1.1%、B 0.004%、V 0.03%、Ni 0.03%、M〇 0.02%、Cu 0.09%、C〇 0.03%、Ta 0.04%、P彡0.02%、S彡0.02%、N彡0.002%，余量為Fe及不可避免的雜質。
[0042]高韌性鋼制汽車五金沖壓件的制備工藝，包括以下步驟:[〇〇43] 1)熔煉:將普通廢鋼、生鐵加入轉爐內熔煉，熔煉溫度為1460°C，鋼液熔清后加入娃鐵、猛鐵進彳丁沉淀脫氧，調整成分，再向其中加入I凡鐵、銀鐵、鑰鐵、銅、鉆鐵，調整鋼中各元素成分，最后加入鉭鐵和硼鐵，扒渣；[〇〇44] 2)澆鑄:將鋼水澆注到模具中成型，澆注溫度為1370 °C，冷卻至室溫后，清理毛刺飛邊，得鋼板；[〇〇45] 3)加工成型:將鋼板加工成所需形狀的五金沖壓件胚料，將胚料加熱到840°C，保溫7分鐘，然后送入內部帶有冷卻管路的模具內沖壓成形，放在沖壓成型機中，沖壓成型，得沖壓件；[〇〇46]4)表面處理:對沖壓件表面進行清洗、脫脂、酸洗和拋丸處理；[〇〇47] 5)滲鎳:采用雙輝等離子滲金屬技術對表面處理后的沖壓件進行滲鎳處理，滲鎳溫度為980°C，滲鎳時間為3.5h，滲鎳劑為鎳板；
[0048]6)淬火:將滲鎳完成后的沖壓件進行油淬，在油中冷卻至220°C，出油，空冷至室溫；[〇〇49]7)回火:將沖壓件加熱到590°C進行回火，保溫2h后，空冷至室溫。[〇〇5〇] 實施例4:[〇〇511 一種高韌性鋼制汽車五金沖壓件，由以下質量百分比的元素組成:C 0.28%、Si 0.40%、Mn 1.2%、B 0.002%、V 0.04%、Ni 0.02%、M〇 0.04%、Cu 0.06%、C〇 0.06%、Ta 0.02%、P彡0.02%、S彡0.02%、N彡0.002%，余量為Fe及不可避免的雜質。[〇〇52]高韌性鋼制汽車五金沖壓件的制備工藝，包括以下步驟:
[0053]1)熔煉:將普通廢鋼、生鐵加入轉爐內熔煉，熔煉溫度為1510°C，鋼液熔清后加入娃鐵、猛鐵進彳丁沉淀脫氧，調整成分，再向其中加入I凡鐵、銀鐵、鑰鐵、銅、鉆鐵，調整鋼中各元素成分，最后加入鉭鐵和硼鐵，扒渣；[〇〇54]2)澆鑄:將鋼水澆注到模具中成型，澆注溫度為1380 °C，冷卻至室溫后，清理毛刺飛邊，得鋼板；
[0055]3)加工成型:將鋼板加工成所需形狀的五金沖壓件胚料，將胚料加熱到870°C，保溫9分鐘，然后送入內部帶有冷卻管路的模具內沖壓成形，放在沖壓成型機中，沖壓成型，得沖壓件；[〇〇56]4)表面處理:對沖壓件表面進行清洗、脫脂、酸洗和拋丸處理；[〇〇57]5)滲鎳:采用雙輝等離子滲金屬技術對表面處理后的沖壓件進行滲鎳處理，滲鎳溫度為990°C，滲鎳時間為3h，滲鎳劑為鎳板；[〇〇58]6)淬火:將滲鎳完成后的沖壓件進行油淬，在油中冷卻至240°C，出油，空冷至室溫；[〇〇59]7)回火:將沖壓件加熱到610°C進行回火，保溫2.5h后，空冷至室溫。[〇〇6〇] 實施例5:
[0061]—種高韌性鋼制汽車五金沖壓件，由以下質量百分比的元素組成:C 0.21 %、Si 0.52%、Mn 1.1%、B 0.005%、V 0.02%、Ni 0.05%、M〇 0.02%、Cu 0.12%、C〇 0.03%、Ta 0.05%、P彡0.02%、S彡0.02%、N彡0.002%，余量為Fe及不可避免的雜質。
[0062]高韌性鋼制汽車五金沖壓件的制備工藝，包括以下步驟:[〇〇63]1)熔煉:將普通廢鋼、生鐵加入轉爐內熔煉，熔煉溫度為1450°C，鋼液熔清后加入娃鐵、猛鐵進彳丁沉淀脫氧，調整成分，再向其中加入I凡鐵、銀鐵、鑰鐵、銅、鉆鐵，調整鋼中各元素成分，最后加入鉭鐵和硼鐵，扒渣；[〇〇64]2)澆鑄:將鋼水澆注到模具中成型，澆注溫度為1360 °C，冷卻至室溫后，清理毛刺飛邊，得鋼板；[〇〇65]3)加工成型:將鋼板加工成所需形狀的五金沖壓件胚料，將胚料加熱到820°C，保溫10分鐘，然后送入內部帶有冷卻管路的模具內沖壓成形，放在沖壓成型機中，沖壓成型， 得沖壓件；[〇〇66]4)表面處理:對沖壓件表面進行清洗、脫脂、酸洗和拋丸處理；[〇〇67]5)滲鎳:采用雙輝等離子滲金屬技術對表面處理后的沖壓件進行滲鎳處理，滲鎳溫度為950°C，滲鎳時間為4h，滲鎳劑為鎳板；
[0068]6)淬火:將滲鎳完成后的沖壓件進行油淬，在油中冷卻至220-240°C，出油，空冷至室溫；[〇〇69]7)回火:將沖壓件加熱到580°C進行回火，保溫3h后，空冷至室溫。[〇〇7〇] 實施例6:
[0071]—種高韌性鋼制汽車五金沖壓件，由以下質量百分比的元素組成:C 0.32%、Si 0.35%、Mn 1.3%、B 0.001%、V 0.05%、Ni 0.01%、M〇 0.06%、Cu 0.05%、C〇 0.08%、Ta 0.01-0.05%、P彡0.02%、S彡0.02%、N彡0.002%，余量為Fe及不可避免的雜質。
[0072]高韌性鋼制汽車五金沖壓件的制備工藝，包括以下步驟:[〇〇73]1)熔煉:將普通廢鋼、生鐵加入轉爐內熔煉，熔煉溫度為1520°C，鋼液熔清后加入娃鐵、猛鐵進彳丁沉淀脫氧，調整成分，再向其中加入I凡鐵、銀鐵、鑰鐵、銅、鉆鐵，調整鋼中各元素成分，最后加入鉭鐵和硼鐵，扒渣；[〇〇74]2)澆鑄:將鋼水澆注到模具中成型，澆注溫度為1390 °C，冷卻至室溫后，清理毛刺飛邊，得鋼板；[〇〇75]3)加工成型:將鋼板加工成所需形狀的五金沖壓件胚料，將胚料加熱到880°C，保溫5分鐘，然后送入內部帶有冷卻管路的模具內沖壓成形，放在沖壓成型機中，沖壓成型，得沖壓件；[〇〇76]4)表面處理:對沖壓件表面進行清洗、脫脂、酸洗和拋丸處理；[〇〇77]5)滲鎳:采用雙輝等離子滲金屬技術對表面處理后的沖壓件進行滲鎳處理，滲鎳溫度為1 〇〇〇°C，滲鎳時間為3h，滲鎳劑為鎳板；[〇〇78]6)淬火:將滲鎳完成后的沖壓件進行油淬，在油中冷卻至220_240°C，出油，空冷至室溫；[〇〇79]7)回火:將沖壓件加熱到620°C進行回火，保溫2h后，空冷至室溫。[〇〇8〇]需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0081]以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1.一種高韌性鋼制汽車五金沖壓件，其特征在于，由以下質量百分比的元素組成:c0.21-0.32% ^Si 0.35-0.52% ^Mn 1.1-1.3%^B 0.001-0.005 %0.02-0.05 % ^Ni0.01-0.05%、Mo 0.02-0.06%、Cu 0.05_0.12%、C〇 0.03-0.08%、Ta 0.01-0.05%、P彡 0.02%、3<0.02%、狀；0.002%，余量為？6及不可避免的雜質。2.如權利要求1所述的高韌性鋼制汽車五金沖壓件，其特征在于，由以下質量百分比的 元素組成:(:0.23-0.28%、51 0.40-0.45%、]\1111.1-1.2%、8 0.002-0.004%、￥0.03-0.04%、Ni 0.02-0.03%、Mo 0.02-0.04%、Cu 0.06-0.09%、Co 0.03-0.06%、Ta0.02-0.04%、P彡0.02%、S彡0.02%、N彡0.002%，余量為Fe及不可避免的雜質。3.如權利要求2所述的高韌性鋼制汽車五金沖壓件，其特征在于，由以下質量百分比的 元素組成:C 0.25%、Si 0.42%、Mn 1.2%、B 0.003%、V 0.035%、Ni 0.025%、M〇 0.03%、Cu 0.075%、C〇 0.05%、Ta 0.035%、卩彡0.02%、5彡0.02%川彡0.002%，余量為 Fe及不可避免的雜質。4.如權利要求1-3任一所述的高韌性鋼制汽車五金沖壓件的制備工藝，其特征在于，包 括以下步驟:1)熔煉:將普通廢鋼、生鐵加入轉爐內熔煉，熔煉溫度為1450-1520°C，鋼液熔清后加入 娃鐵、猛鐵進彳丁沉淀脫氧，調整成分，再向其中加入I凡鐵、銀鐵、鑰鐵、銅、鉆鐵，調整鋼中各 元素成分，最后加入鉭鐵和硼鐵，扒渣；2)澆鑄:將鋼水澆注到模具中成型，澆注溫度為1360-1390°C，冷卻至室溫后，清理毛刺 飛邊，得鋼板；3)加工成型:將鋼板加工成所需形狀的五金沖壓件胚料，將胚料加熱到820-880°C，保 溫5-10分鐘，然后送入內部帶有冷卻管路的模具內沖壓成形，放在沖壓成型機中，沖壓成 型，得沖壓件；4)表面處理:對沖壓件表面進行處理；5)滲鎳:采用雙輝等離子滲金屬技術對表面處理后的沖壓件進行滲鎳處理；6)淬火:將滲鎳完成后的沖壓件進行油淬，在油中冷卻至220-240°C，出油，空冷至室 溫；7)回火:將沖壓件加熱到580-620 °C進行回火，保溫2-3h后，空冷至室溫。5.如權利要求4所述的高韌性鋼制汽車五金沖壓件的制備工藝，其特征在于，所述步驟4)中表面處理包括清洗、脫脂、酸洗和拋丸步驟。6.如權利要求4所述的高韌性鋼制汽車五金沖壓件的制備工藝，其特征在于，所述步驟5)中滲鎳溫度為950-1000°C，滲鎳時間為3-4h，滲鎳劑為鎳板。
【文檔編號】C22C38/04GK106011628SQ201610530454
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月6日
【發明人】余昌國, 戚利軍
【申請人】安徽紅橋金屬制造有限公司