一种高性能汽车转向系统中横拉杆接头用钢技术方案

本发明专利技术公开了一种高性能汽车转向系统中横拉杆接头用钢，由以下质量百分比元素组成：0.49~0.53%的C、0.25~0.40%的Si、0.70~0.90%的Mn、0.30~0.40%的Cr、0.045~0.060%的Mo、0~0.30%的Ni、0.015~0.035%的Al、0.015~0.030%的S、0.0080~0.0110%的N、0.010~0.025%的Nb、≤0.015%的P、≤0.0008%的B、≤0.0020%的O、≤0.0002%的H，余量为Fe。本发明专利技术钢种不仅使用规格大，而且具有高强度、高低温冲击性能，用于加工各种形状横接头，加工的横接头力学性能优良，切削性能好，同时该发明专利技术钢种对于工艺的适应性较强，在常规钢铁企业的工艺流程（转炉或电炉+炉外精炼+连铸+轧制）中都可以生产。电炉+炉外精炼+连铸+轧制）中都可以生产。电炉+炉外精炼+连铸+轧制）中都可以生产。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能汽车转向系统中横拉杆接头用钢


[0001]本专利技术属于冶金
，涉及汽车转向系统中的横拉杆接头，具体涉及一种高性能汽车转向系统中横拉杆接头用钢。

技术介绍

[0002]汽车转向系统在汽车各大系统（发动机系统、悬架系统等）中占据着举足轻重的作用，它关系到汽车行驶过程中的方向性和安全性，其中横拉杆接头（以下简称“横接头”）为连接转向器与转向节臂之间的部件之一，则转向器通过横接头将驾驶员的转向动作由横接头传递给转向节臂完成，由此可知，横接头性能的好坏直接决定着汽车转向系统的安全性和使用寿命。通常一个汽车部件安全性的改善或提高主要通过材质选取、结构设计和生产工艺三个方面来完成，三个措施都是以提高产品失效极限，增加性能富余量来保证横接头安全性改善和提高。
[0003]查阅相关相关专利发现，已公开的关于汽车横接头方面的专利都仅为一些加工或结构设计方面的专利，例如：专利CN212106491U公开了一种具有弧形结构加强杆的横接头、专利CN211764791U公开了一种扭转横接头、专利CN112412964A公开了一种基于汽车转向系统转向拉杆的接头、专利CN209700784公开了球销座盲孔式汽车转向横拉杆接头、专利CN208123243U一种免维护的转向横拉杆接头、专利CN2380465Y一种耐磨的汽车横拉杆接头，这些专利涉及的内容主要为横接头的设计方面；专利CN201582296U公开了适用于冷挤压技术的横接头，该专利主要介绍了一种适用于特定加工技术的横接头。
[0004]在材质选取方面，现有技术中主要采用45钢来加工横接头，45钢调质后二分之一半径以内组织中依然存在一定量，近表面为索氏体，而二分之一半径处却依然存在珠光体和铁素体，近表面与二分之一半径处显微组织一致性较差，组织差异使得抗拉强度和冲击韧性无法满足高性能要求（原材要求：屈服强度≥430Mpa、抗拉强度650~800Mpa、延伸率≥16%、断面收缩率≥40%、0℃V型冲击功≥27J，横接头：屈服强度≥560Mpa、抗拉强度800~950Mpa、0℃V型冲击功≥35J），而汽车转向系统中的横拉杆接头在使用过程中需要传递扭转力，特别汽车在低速运转时，需要转向力更大，这就要求横接头又更高的强度，而寒冷地区的汽车则需要横接头具有更高低温韧性，横接头在使用方面的要求，使得横接头用钢在选用时在性能方面需要具备高强度、高韧性等。
[0005]因此开发一种专门的、汽车转向系统中高性能的横拉杆接头用钢成为迫切的现实需求。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种高性能汽车转向系统中横拉杆接头用钢，使用本专利技术的钢材加工的横接头力学性能优良，切削性能好，同时该钢种生产工艺适应性强，可以在常规钢铁企业中完成该专利技术钢种的生产，其生产工艺简单、成本低、性能好。
[0007]本专利技术时通过以下技术方案实现的：一种高性能汽车转向系统中横拉杆接头用钢，由以下质量百分比元素组成：0.49~0.53%的C、0.25~0.40%的Si、0.70~0.90%的Mn、0.30~0.40%的Cr、0.045~0.060%的Mo、0~0.30%的Ni、0.015~0.035%的Al、0.015~0.030%的S、0.0080~0.0110%的N、0.010~0.025%的Nb、≤0.015%的P、≤0.0008%的B、≤0.0020%的O、≤0.0002%的H，余量为Fe。
[0008]本专利技术的进一步改进方案为：一种高性能汽车转向系统中横拉杆接头用钢，其由以下质量百分比元素组成：0.50~0.53%的C、0.30~0.40%的Si、0.84~0.90%的Mn、0.35~0.40%的Cr、0.045~0.055%的Mo、0.20~0.25%的Ni、0.020~0.035%的Al、0.015~0.025%的S、0.0090~0.0110%的N、0.015~0.025%的Nb、≤0.012%的P、≤0.0005%的B、≤0.0015%的O、≤0.00015%的H，余量为Fe。
[0009]本专利技术的再进一步改进方案为：一种高性能汽车转向系统中横拉杆接头用钢，其由以下质量百分比元素组成：0.50~0.53%的C、0.30~0.40%的Si、0.84~0.90%的Mn、0.35~0.40%的Cr、0.045~0.055%的Mo、0.020~0.035%的Al、0.015~0.025%的S、0.0090~0.0110%的N、0.015~0.025%的Nb、≤0.012%的P、≤0.15%的Ni、≤0.0005%的B、≤0.0015%的O、≤0.00015%的H，余量为Fe。
[0010]下面具体说明本专利技术的高性能汽车转向系统中横拉杆接头用钢化学成分的限定理由：C：鉴于C元素在强度、硬度和耐磨性能方面的显著作用，且成本优势明显，但是过高C含量又会对其塑性带来不利影响，同时考虑到该钢种开发的风险性。最后C含量取0.49~0.53%。
[0011]Si：钢中设计添加的硅主要利用其合金化作用，一般硅含量要求不应低于0.15%。通常硅在钢中固溶于铁素体或者奥氏体之中，硅改善淬透性、回火稳定性和抗氧化，但硅含量过高又会降低钢材塑性指标和钢材表面加热脱碳严重。综合考虑后，在成分设计时，将Si含量确定为0.25~0.40%。
[0012]Mn：锰可以强烈提高钢材的淬透性；锰与铁可以形成固溶体，强化基体强度；锰可以降低临界转变温度，从而细化珠光体和提高强度，一般锰含量不超过1.8%，锰含量的增加可以同时提高强度和塑性，同时考虑到该钢种开发的风险性。所以Mn含量确定为0.70~0.90%。
[0013]Mo：钼可以提高钢材淬透性；钼与锰、铬一起可以防止钢材的回火脆化倾向；钼提高钢材的回火稳定性，使得钢材可以在较高的温度下回火，从而有效消除或者降低钢材的残余应力，提高钢材的塑性；钼还可以改善钢材的耐腐蚀性能。虽说钼对改善钢材的力学性能有较好的作用，但钼的成本较高，因此结合钼对成本的影响，本钢种成分设计中仅仅微量添加，钼含量为0.045
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0.060%。
[0014]Ni：镍可以强化铁素体并细化珠光体，但不显著地影响钢的塑性；对于中碳钢，由于镍降低珠光体转变温度，使得珠光体变细；镍可以提高疲劳的抗力和减少钢对缺口的敏感性；镍降低钢低温脆化转变温度，显著提高钢材的低温冲击性能，但镍的成本较高。可以根据横接头使用环境决定镍含量的加入量，当横接头用在低温环境，则Ni含量设计为0.20~0.30%，反之镍元素可以不加入。
[0015]Al：铝是一种最常用的廉价脱氧剂，用于冶炼过程中的脱氧，同时铝的存在可以平
衡钢的氧，铝含量越高，钢中氧含量越低，但铝含量超过0.060%以后，钢中的氧含量变化较小；铝与钢中氮之间可以形成细小弥散分布的难容的[AlN]化合物，这种化合物可以用于抑制晶粒的粗化，根据[AlN]与晶粒度之间关系图可知，铝在钢中要发挥其细化晶粒的作用；铝含量较高也会带来很多不利的影响，其中最为不利的影响为冶炼控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能汽车转向系统中横拉杆接头用钢，其特征在于，由以下质量百分比元素组成：0.49~0.53%的C、0.25~0.40%的Si、0.70~0.90%的Mn、0.30~0.40%的Cr、0.045~0.060%的Mo、0~0.30%的Ni、0.015~0.035%的Al、0.015~0.030%的S、0.0080~0.0110%的N、0.010~0.025%的Nb、≤0.015%的P、≤0.0008%的B、≤0.0020%的O、≤0.0002%的H，余量为Fe。2.根据权利要求1所述的一种高性能汽车转向系统中横拉杆接头用钢，其特征在于：其由以下质量百分比元素组成：0.50~0.53%的C、0.30~0.40%的Si、0.84~0.90%的Mn、0.35~0.40%的Cr、0.045~0.055%的Mo、0.20~0.25%的...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁佰战，郑力宁，蒋栋初，朱延律，赵刚，赵岳，陈坤，上官福康，
申请(专利权)人：江苏利淮钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：