[發明專利]銅鉛軸瓦鋼背用低硅冷軋精密帶鋼及其生產方法

有效

• 申請號: 201010103728.9
• 申請日: 2010-01-26
• 公開（公告）號: CN101787484A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 王立輝;陳宇;彭濤;田德新;林承江;嵇偉斌
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵(集團)公司
• 主分類號: C22C38/06
• 分類號: C22C38/06;C21C5/30;B22D11/16;B21B1/46;B21B37/74;B21B37/16;C21D9/663
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西

技術領域

本發明涉及冷軋帶鋼，具體地指一種銅鉛軸瓦鋼背用低硅冷軋精密帶鋼及其生產方法。

背景技術

冷軋帶鋼是用于制作各種汽車發動機曲軸主軸瓦、連桿瓦等銅鉛復合型軸瓦的鋼背專用鋼，對軸瓦起著支撐作用，影響軸瓦的疲勞強度和使用壽命，是制造軸瓦必不可少的材料。不同材料類型的軸瓦的生產工藝也不相同，對冷軋帶鋼的要求也不同。一般銅鉛軸瓦的生產工藝如下：冷軋帶鋼剪切→冷軋帶鋼打毛→在冷軋帶鋼毛面布銅鉛合金粉末→850℃左右燒結→軋制→沖壓成軸瓦→軸瓦內表面(銅鉛合金層)鏜削。軸瓦內表面鏜削是為了達到軸瓦所要求的壁厚精度，軸瓦厚度公差要求在0.007～0.01mm的范圍內。軸瓦外表面(鋼背)無鏜削工藝，只要保證軸瓦的外觀以及其與氣缸的貼合度即可。

目前，我國軸瓦廠家生產軸瓦所用的冷軋精密帶鋼主要靠進口國外的優質碳素結構鋼或采用普通冷軋鋼板作原料。然而，普通冷軋鋼板作原料的軸瓦鋼背材料強度不夠，晶粒粗大，在燒結過程中容易發生起皺現象。并且，如果軸瓦鋼背材料成分設計不合理，如C含量偏高，在軸瓦鋼背燒結工藝的加熱和急速冷卻過程中，鋼背會產生魏氏組織，則軸瓦在使用過程中很容易開裂而導致報廢。如Si含量過高，鋼板表面潔凈度就會不足，那么銅鉛和冷軋帶鋼雙層金屬的粘結強度就會降低，導致軸瓦分層，這是軸瓦材料的致命缺陷，直接影響軸瓦的使用壽命。隨著現代汽車的承載量不斷加大，現有冷軋帶鋼的強度和硬度已不能滿足軸瓦承載性的要求，軸瓦在實際工作中經常出現疲勞破損。雖然選用國外的優質碳素結構鋼可以部分解決上述問題，但存在價格較貴、生產成本高、生產周期長等的問題。例如：專利申請號為DE19981034361的德國專利公開了一種含鈦、氮和低鋁的用于制造精密深沖硬化構件的冷軋帶鋼生產方法，該方法生產的軸瓦鋼背材料采用添加微合金元素Ni、Ti的方法來滿足材料的強度和塑性。專利申請號為JP19960179995的日本專利公開了一種用于覆層或背襯的具有易加工性和良好淬透性的薄鋼板生產方法，其生產軸瓦鋼背材料采用添加微合金元素B的方法來滿足材料的強度和塑性。這些元素在鋼板高溫下固溶在鋼基中，在隨后的熱軋及冷軋退火中以NiCN、TiCN、BCN等第二相顆粒形式析出，這些納米級的細小顆?？梢杂行ё柚咕ЯｉL大或粗化，從而獲得晶粒尺寸細小的組織結構，達到保持良好延伸率和細晶強化效果。但是，添加這些微合金元素不僅增加材料的成本，而且給生產工藝的控制帶來困難。并且，這兩份專利文獻中均未對決定著軸瓦使用壽命的雙金屬粘結強度(即軸瓦鋼背與合金粘合的牢固強度)的性能參數情況做相應介紹。雙金屬粘結強度是軸瓦產品質量標準中的關鍵技術指標。軸瓦國家標準給出了軸瓦鋼背與軸瓦合金粘結強度的概念和意義，即軸瓦鋼背與軸瓦合金在單位粘合面積上所能承受的最大載荷。軸瓦國家標準規定，當更換軸瓦殼體及合金材料時以及改變合金澆注、軋制或者燒結方式、參數，改變機械加工方法，改變熱處理規范時，都必須檢驗軸瓦的粘結強度。其粘結強度不得低于80MPa。依據GB/T6396-1995，粘結強度可按下面公式計算：σ＝4P/π(d₂²-d₁²)MPa，式中P為鋼背與合金斷裂載荷(N)，d₂為試樣外徑(mm)，d₁為試樣內徑(mm)。

發明內容

本發明的目的就是要提供一種銅鉛軸瓦鋼背用低硅冷軋精密帶鋼及其生產方法。該帶鋼不僅具有很高強度和良好的硬度，而且具有優良的粘結性和較高的表面精度，并且其生產工藝簡單、生產成本低廉。

為實現上述目的，本發明所設計的銅鉛軸瓦鋼背用低硅冷軋精密帶鋼，其特殊之處在于：該帶鋼中各化學成分按重量百分數計為：C：0.09～0.15、Si≤0.01、Mn：0.25～0.55、P≤0.015、S≤0.015、Al：0.02～0.06，余量為Fe及不可避免的雜質。

上述帶鋼中，優選的各化學成分按重量百分數計為：C：0.12、Si≤0.005、Mn：0.25～0.55、P≤0.015、S≤0.015、Al：0.02～0.06，余量為Fe及不可避免的雜質。

上述銅鉛軸瓦鋼背用低硅冷軋精密帶鋼的生產方法，包括鐵水脫硫、轉爐冶煉、吹氬、連鑄、板坯加熱、熱連軋、層流冷卻、卷取、酸洗、冷軋、罩式全氫爐退火、平整和精整的步驟，其特殊之處在于：

所述轉爐冶煉步驟中，鋼水的出鋼溫度控制在1630～1670℃，出鋼結束溫度控制在1600～1640℃；

所述吹氬步驟中，吹氬時間控制在5～10min；