專利名稱：精密機床滑塊用非調(diào)質(zhì)合金結構鋼、制造方法和應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種合金結構鋼，尤其是涉及精密機床滑塊用非調(diào)質(zhì)合金結構鋼；本發(fā)明還涉及該非調(diào)質(zhì)合金結構鋼的制造方法和應用。
背景技術：
精密機床的滑塊是機床的重要零部件，在其機加工過程中要求材料的抗拉強度 (Rm, MPa) 650 740及硬度(HBff) 192 219，不能偏高；同時屈服強度(RP0.2, MPa)不小于 400，又不能偏低。目前國內(nèi)、外鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的材料雖然能滿足用戶抗拉強度(實物檢驗水平為678MPa)及硬度(實物檢驗水平為195HBW)的性能指標，但其屈服強度(實物檢驗水平為387Mpa)偏低；通過對材料實物的顯微組織評定，珠光體的體積分量為63% 67%， 晶粒度6級；實際應用中不能滿足用戶對鋼材加工性能的要求和零件使用性能的要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的其一是公開一種材料，既保證其屈服強度，又滿足其切削加工性能要求的精密機床滑塊用非調(diào)質(zhì)合金結構鋼。本發(fā)明目的其二是公開一種制造該種非調(diào)質(zhì)合金結構鋼的方法。本發(fā)明目的其三是公開該種非調(diào)質(zhì)合金結構鋼在精密機床上的具體應用。本發(fā)明的前一目的是這樣實現(xiàn)的精密機床滑塊用非調(diào)質(zhì)合金結構鋼成分(％ ) 設計為:C :0. 31 0. 36，Si 0. 50 0. 70，Mn :1. 15 1. 30，V :0. 02 0. 05，S :0. 020 0. 035，P ^ 0. 020，磷和硫總和< 0. 045，其余為！^和不可避免的雜質(zhì)；力學性能指標抗拉強度(Rm, MPa) 650 740，硬度(HBff) 192 219，屈服強度(Rpa2，MPa)不小于 400MPa。本發(fā)明的第二目的是這樣實現(xiàn)的精密機床滑塊用非調(diào)質(zhì)合金結構鋼的制造包括以下次序的工藝步驟(1)按照上述化學成分，采用EAF+LF+VD精煉，后模注成鋼錠；煉鋼向鋼中加入0.02% 0.05%的釩及0.50% 0.70%的硅。加入釩主要是使釩的碳氮化物起到沉淀強化的作用，從而使鋼材抗拉強度及屈服強度提高約20MI^ 30MPa;而硅能顯著強化鐵素體，具有較強的固溶強化效果，一般認為，加硅后能增加鋼中鐵素體的體積分數(shù)，并使晶粒變細，提高材料的屈強比。(2)經(jīng)初軋850軋機開坯；(3)精軋機成材；精軋控制終軋溫度不大于850°C，鋼材入緩冷坑溫度不大于400°C。采用控軋控冷工藝，控制鋼材的組織轉(zhuǎn)變并細化鋼材的實際晶粒度，通過抑制先共析鐵素體析出，使鐵素體組織塊度均勻、與珠光體混合分布、百分含量穩(wěn)定；同時使鋼中珠光體團變小，珠光體片碎化，片間距減少；從而得到良好的綜合力學性能。通過對新材料的顯微組織評定，珠光體體積分量為70% 75%，晶粒度7級。本發(fā)明的后一目的是這樣實現(xiàn)的精密機床滑塊用非調(diào)質(zhì)合金結構鋼主要用于制造精密機床滑塊，填補了國內(nèi)、外在精密機床滑塊領域應用的空白，使滑塊使用壽命提高 20% 40%，截至目前已成功應用鋼材總量647噸。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有下述優(yōu)點既保證了抗拉強度及硬度指標，又滿足屈服強度要求，達到了用戶使用性能的要求。
具體實施例方式實施例1鋼材的化學成分(%)分析結果:C :0. 35,Si :0. 54,Mn :1. 20,V :0. 030,S :0. 029、 P :0. 007、Al :0. 032 ；生產(chǎn)方法是按上述成分進行EAF+LF+VD精煉后模注成鋼錠，經(jīng)初軋850軋機開坯，精軋機終軋溫度850°C，鋼材入緩冷坑溫度40(TC ；力學性能測試結果 抗拉強度(Rm, MPa) 700、屈服強度(RP0.2, MPa) 415、斷后伸長率(A5，% ) 27、斷面收縮率 (Z, 60、硬度(HBW) 202。實施例2鋼材的化學成分(%)分析結果:C :0. 35,Si :0. 57,Mn :1. 20,V :0. 031、S :0. 023、 P :0. 016、Al :0. 032 ；生產(chǎn)方法是按上述成分進行EAF+LF+VD精煉后模注成鋼錠，經(jīng)初軋850軋機開坯，精軋機終軋溫度850°C，鋼材入緩冷坑溫度40(TC ；力學性能測試結果 抗拉強度(Rm, MPa) 690、屈服強度(RP0.2, MPa) 410、斷后伸長率(A5，% ) 24、斷面收縮率 (Z, 57、硬度(HBW) 198。實施例3鋼材的化學成分(%)分析結果:C :0. 34,Si :0. 57,Mn :1. 22,V :0. 035,S :0. 029、 P :0. 008、Al :0. 032 ；生產(chǎn)方法是按上述成分進行EAF+LF+VD精煉后模注成鋼錠，經(jīng)初軋850軋機開坯，精軋機終軋溫度850°C，鋼材入緩冷坑溫度40(TC ；力學性能測試結果 抗拉強度(Rm, MPa) 695、屈服強度(RP0.2, MPa) 420、斷后伸長率(A5，% ) 25、斷面收縮率 (Z, 59、硬度(HBW) 201。實施例4鋼材的化學成分(%)分析結果:C :0. 33,Si :0. 56,Mn :1. 26,V :0. 030,S :0. 023、 P :0. 009、Al :0. 033 ；生產(chǎn)方法是按上述成分進行EAF+LF+VD精煉后模注成鋼錠，經(jīng)初軋850軋機開坯，精軋機終軋溫度850°C，鋼材入緩冷坑溫度40(TC ；力學性能測試結果 抗拉強度(Rm, MPa) 705、屈服強度(RP0.2, MPa) 420、斷后伸長率(A5，% ) 26、斷面收縮率 (Z, 60、硬度(HBW) 203。實施例5鋼材的化學成分(%)分析結果:C :0. 33,Si :0. 62,Mn :1. 25,V :0. 028,S :0. 023、 P :0. 011、Al :0. 026 ；生產(chǎn)方法是按上述成分進行EAF+LF+VD精煉后模注成鋼錠，經(jīng)初軋850軋機開坯，精軋機終軋溫度850°C，鋼材入緩冷坑溫度40(TC ；力學性能測試結果 抗拉強度(Rm, MPa) 710、屈服強度(RP0.2, MPa) 425、斷后伸長率(A5，% ) 24、斷面收縮率 (Z, 56、硬度(HBW) 209。實施例6鋼材的化學成分(%)分析結果:C :0. 34,Si :0. 64,Mn :1. 23,V :0. 032,S :0. 025、P :0. 007、Al 0. 030 ；生產(chǎn)方法是按上述成分進行EAF+LF+VD精煉后模注成鋼錠，經(jīng)初軋850軋機開坯，精軋機終軋溫度850°C，鋼材入緩冷坑溫度40(TC ；力學性能測試結果 抗拉強度(Rm, MPa) 725、屈服強度(RP0.2, MPa) 440、斷后伸長率(A5，% ) 25、斷面收縮率 (Z, 58、硬度(HBW) 212。附表1《化學成分(％ )分析結果》表2《(不同配方鋼材力學性能測試結果表》表1 %
權利要求
1.一種精密機床滑塊用非調(diào)質(zhì)合金結構鋼，其特征在于成分(％ )設計為c :0. 31 0. 36，Si 0. 50 0. 70，Mn :1. 15 1. 30, V :0. 02 0. 05，S :0. 020 0. 035，P 彡 0. 020， 磷和硫總和< 0.045，其余為!^e和不可避免的雜質(zhì)；力學性能指標為抗拉強度(Rm， MPa) 650 740，硬度(HBff) 192 219，屈服強度(RP0.2, MPa)不小于 400。
2.根據(jù)權利要求1所述精密機床滑塊用非調(diào)質(zhì)合金結構鋼的制造方法，其特征在于 制造包括以下次序的工藝步驟(1)按照上述化學成分設計，采用EAF+LF+VD精煉，向鋼中加入釩0.02 0. 05及硅 0. 50 0. 70，后模注成鋼錠;(2)經(jīng)初軋850軋機開坯；(3)精軋機采用控軋控冷工藝，精軋控制終軋溫度不大于850°C，鋼材入緩冷坑溫度不大于400°C。
3.根據(jù)權利要求1所述精密機床滑塊用非調(diào)質(zhì)合金結構鋼，其特征在于化學成分 (% ) :C :0. 35, Si :0. 54, Mn :1. 20、V :0. 030, S :0. 029, P :0. 007, Al :0. 032 ；抗拉強度(Rm， MPa) 700、硬度(HBW) 202、屈服強度(Rptl. 5，MPa) 415。
4.根據(jù)權利要求1所述精密機床滑塊用非調(diào)質(zhì)合金結構鋼，其特征在于化學成分 (% ) :C :0. 35, Si :0. 57, Mn :1. 20、V :0. 031、S :0. 023, P :0. 016, Al :0. 032 ；抗拉強度(Rm， MPa)690、硬度(HBW) 198、屈服強度(Rptl.2，MPa)410。
5.根據(jù)權利要求1所述精密機床滑塊用非調(diào)質(zhì)合金結構鋼，其特征在于化學成分 (% ) :C :0. 34, Si :0. 57, Mn :1. 22、V :0. 035, S :0. 029, P :0. 008, Al :0. 032 ；抗拉強度(Rm， MPa)695、硬度(HBW) 201、屈服強度(Rpa2，MPa)420。
6.根據(jù)權利要求1所述精密機床滑塊用非調(diào)質(zhì)合金結構鋼，其特征在于化學成分 (% ) :C :0. 33, Si :0. 56, Mn :1. 26、V :0. 030, S :0. 023, P :0. 009, Al :0. 033 ；抗拉強度(Rm， MPa)705、硬度(HBW) 203、屈服強度(Rpa 2，MPa) 420。
7.根據(jù)權利要求1所述精密機床滑塊用非調(diào)質(zhì)合金結構鋼，其特征在于化學成分 (% ) :C :0. 33, Si :0. 62, Mn :1. 25、V :0. 028, S :0. 023, P :0. OlUAl :0. 026 ；抗拉強度(Rm， MPa)710、硬度(HBW) 209、屈服強度(Rpa 2，MPa) 425。
8.根據(jù)權利要求1所述精密機床滑塊用非調(diào)質(zhì)合金結構鋼，其特征在于化學成分 (% ) :C :0. 34, Si :0. 64, Mn :1. 23、V :0. 032, S :0. 025, P :0. 007, Al :0. 030 ；抗拉強度(Rm， MPa)725、硬度(HBW) 212、屈服強度(Rpa 2，MPa) 440。
全文摘要
本發(fā)明公開一種精密機床滑塊用非調(diào)質(zhì)合金結構鋼、制造方法及其應用，解決現(xiàn)有鋼材存在的力學性能問題。本發(fā)明技術方案的成分(％)設計為C0.31～0.36，S i0.50～0.70，Mn1.15～1.30，V0.02～0.05，S0.020～0.035，P≤0.020，磷和硫總和≤0.045，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；力學性能指標達到抗拉強度(бb，MPa)650～740，硬度(HBW)192～219，屈服強度(б0.2，MPa)不小于400。制造工藝采用EAF+LF+VD精煉，向鋼中加入0.03％的釩及0.55％的硅；精軋控制終軋溫度不大于850℃；鋼材入緩冷坑溫度不大于400℃。本發(fā)明具有優(yōu)點保證抗拉強度及硬度指標，滿足屈服強度要求，使滑塊使用壽命提高20％～40％，達到了用戶使用性能的要求。
文檔編號C22C38/12GK102424931SQ20111036252
公開日2012年4月25日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權日2011年11月16日
發(fā)明者劉振天, 王繼興, 王繼紅, 王連海, 耿振偉, 谷強, 馬兵剛, 馬群 申請人:東北特殊鋼集團有限責任公司