[發明專利]彈簧鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 200810149557.6
• 申請日: 2008-09-12
• 公開（公告）號: CN101671792A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 劉明;熊元波;馮妍;鄧通武;李光躍
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團研究院有限公司;攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司;攀枝花新鋼釩股份有限公司
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14;C21D1/18
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳小蓮;朱業剛

技術領域

本發明涉及彈簧鋼，特別涉及一種疲勞性能優良的彈簧鋼以及該彈簧鋼的制備方法。

背景技術

強度、韌性和晶粒度等性能指標僅能間接地評價彈簧鋼，抗疲勞性能才是反映彈簧鋼的最重要指標，它不但可以反映彈簧鋼的強度、韌性和晶粒度等各項性能指標的優劣，還能反映上述各性能之間的最佳匹配以及由這種性能之間的匹配對彈簧鋼使用壽命的影響。而彈簧鋼的內在質量與彈簧鋼的抗疲勞性有很大的關聯。因此，無論在彈簧鋼的品種還是生產工藝方面的研究，都以提高彈簧鋼的疲勞性能為最終目的。

現有技術中通過控制鋼中的夾雜而實現對彈簧鋼抗疲勞性能的提高。在鋼的生產過程中特別是增加了精煉手段后的彈簧鋼的生產過程中，鋼中夾雜總量能夠有效地減少，彈簧鋼的潔凈度得到提高，使彈簧鋼的疲勞性能得到改善。例如，《江西冶金》雜志(第14卷1期，第10-13頁)報道的國內某廠采用“電爐+模鑄”工藝生產60Si2Mn汽車板簧的實物疲勞壽命平均僅為2.92萬次，而《河南冶金》雜志(第15卷5期，第16-18頁)則報道了國內另一生產廠采用“轉爐+LF爐精煉+連鑄”工藝生產的同一產品的實物疲勞壽命平均則可達到15.62萬次。近期的研究還表明，控制夾雜物尺寸大小同樣可以提高彈簧鋼的疲勞性能。例如《鋼鐵》雜志(第43卷5期，第66-70頁)的發表論文“夾雜物尺寸對60Si2CrVA高強度彈簧鋼的高周疲勞性能的影響”通過實驗更是得出：“雖然3種60Si2CrVA彈簧鋼實驗料的氧含量相同，但由于鋼中夾雜物的尺寸差異，使其高周疲勞性能存在明顯差異。隨著夾雜物尺寸的較小，實驗料的疲勞壽命和疲勞強度均逐漸提高”。

但是，這種對鋼中夾雜物的含量或者尺寸大小進行控制的方法，大多是從理論的角度而言。在實踐操作中，難以把握和實現這種對夾雜物的控制。例如，《武漢科技大學學報》雜志(第24卷3期，第221-224頁)發表的“不同生產工藝對高強度彈簧鋼夾雜物尺寸大小及疲勞性能的影響”論文指出：“采用不同的生產工藝，盡管都能獲得較低的氧含量，但具有絕對不同的夾雜物尺寸分布，因而明顯影響疲勞性能”。也就是說，這種通過控制鋼中夾雜物來控制鋼的抗疲勞強度的方法難以控制，還是難以在生產中保證彈簧鋼的質量，得到抗疲勞強度提高的彈簧鋼，現有技術中的彈簧鋼的抗疲勞強度相對較低，或者需要生產廠家進行特殊的相應地操作，這意味著需要改變原有的生產模式甚至生產設備等，難以普遍適用，增加了成本。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的彈簧鋼抗疲勞強度較低的缺點，提供一種抗疲勞性能較好的彈簧鋼。本發明還進一步地提供一種彈簧鋼的制備方法，能可靠地制備彈簧鋼得到抗疲勞強度提高的上述彈簧鋼。

根據本發明提供的彈簧鋼，其中，以彈簧鋼的總量為基準，所述彈簧鋼含有0.56-0.64重量％的C、1.6-2重量％的Si、0.6-0.9重量％的Mn、0-0.015重量％的Ti、0.0055-0.03重量％的S和0.01-0.02重量％的Als，余量為Fe及不可避免雜質，且所述S與所述Als的重量比為0.55-3，所述Als為酸溶鋁。

根據本發明的彈簧鋼的制備方法，該方法包括將彈簧鋼原料依次經過初煉、精煉、冷卻成型、軋制、淬火和回火，其中，所述彈簧鋼原料的組成使所得彈簧鋼的組成為，以該彈簧鋼的總量為基準，所述彈簧鋼含有0.56-0.64重量％的C、1.6-2重量％的Si、0.6-0.9重量％的Mn、0-0.015重量％的Ti、0.0055-0.03重量％的S和0.01-0.02重量％的Als，余量為Fe及不可避免雜質，且所述S與所述Als的重量比為0.55-3，所述Als為酸溶鋁。

本發明的發明人發現，現有技術中，對于在煉鋼過程中鋼中所形成的夾雜物的含量和尺寸大小等沒有具體的可以參考的標準，從而難以把握和實現對鋼中夾雜物的控制，從而對彈簧鋼抗疲勞強的的控制也不能可靠地實現。本發明的方法是通過控制彈簧鋼中主要的微量元素的含量來提高彈簧鋼的疲勞性能，特別通過控制鋼中S與Als的重量比為0.55-3從而能在彈簧鋼的生產過程中可靠地提高彈簧鋼的抗疲勞性能。

另外，根據本發明的方法在現有的生產條件下就可以進行彈簧鋼的生產，不必改動廠內的生產設備和工藝流程，采用已有彈簧鋼生產工藝，就可生產出疲勞性能良好的彈簧鋼。

具體實施方式