[發明專利]一種高壓無縫氣瓶用鋼板及其制造方法

無效

• 申請號: 201010128344.2
• 申請日: 2010-03-18
• 公開（公告）號: CN102191438A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 楊才定;張漢謙
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/50
• 分類號: C22C38/50;C21D1/18;B21B37/74
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所 31230
• 代理人: 劉立平

技術領域

本發明涉及鋼鐵材料，具體地說，本發明涉及一種高壓無縫氣瓶用鋼板及其制造方法。

背景技術

傳統無縫氣瓶的制作是通過鋼坯穿孔、拉拔等工序實現，用鋼坯制造的無縫氣瓶存在鋼瓶壁過厚、鋼瓶自身重量大、裝載效率低的缺點。傳統氣瓶用鋼一般是低碳鋼，采用正火處理，強度一般只有500MPa左右，低碳微合金鋼正火強度也只有600MPa左右。鋼瓶的強度決定了承壓能力，通常充氣壓力不超過150kgf/cm²，對于車載氣瓶來說，由于充氣壓力低充氣量少，限制了一次充氣的行駛距離，需要頻繁充氣，實用性有待提高。出于節能目的，車載氣瓶要求自身重量小，以達到降低能耗的目的；氣瓶充氣壓力要高，增加燃料裝載量以延長一次充氣行駛里程，如常用壓縮天然氣車載氣瓶的公稱工作壓力達到200kgf/cm²，氣瓶水壓試驗則要達到300kgf/cm²，對氣瓶材質的強度提出了更高的要求。所以，對于車載氣瓶或工業氣瓶來說，不僅要求鋼瓶材質具有強度高，韌性好的特點，滿足規定充氣壓力下的安全要求，而且要求鋼瓶自身重量輕，這樣才能達到節能降耗的目的。為此，需采用調質型的鋼種制造氣瓶。氣瓶制造時鋼板先經過正火處理，再經過3次高溫旋壓成形，每次成形后需要進行正火降低強度和改善塑性以利于下一道次旋壓成形，最終制作成無縫氣瓶。氣瓶成形后通過調質熱處理提高強度，使調質態屈服強度超過990MPa，抗拉強度等級達到1100MPa以上；同時，按照淬火回火型氣瓶相關標準ISO9809-2，對于直徑140mm以上的氣瓶，鋼板厚度為7.5-12mm時要求-50℃沖擊值達到40J/cm²以上。

傳統的氣瓶常用鋼坯經過沖壓、拉拔等工藝制造，其缺點較為明顯，如鋼瓶壁厚，特別是鋼瓶底部較厚，使鋼瓶自身重量大，當用作壓縮天然氣車載氣瓶時因重量大不利于節能，而且沖壓制造的鋼瓶表面質量較差，需要經過多道次表面處理工藝，生產效率較低。傳統鋼瓶在正火態使用時，低碳鋼的強度一般不超過500MPa，低碳微合金鋼的強度也只有600MPa左右，因強度較低限制了充氣壓力。而采用鋼板經過多次旋壓成形的制造工藝，可減小鋼瓶壁厚降低重量，并且鋼瓶成形后再經調質熱處理后提升強度，可滿足充氣壓力達到300kgf/cm²的車載氣瓶或其他工業氣體用氣瓶的要求。

現在國內外關于氣瓶用鋼的制造方法已形成多項專利，鋼種主要是低合金鋼，主要添加Cr、Mo等合金元素，多數屬于低碳或中低碳鋼，而且多以正火型鋼板見多。對關鍵詞為“((GAS?CYLINDER)OR(PRESSURE?VESSEL)AND(STEEL?OR?PLATE))(氣瓶+鋼)”進行檢索結果分析如下：

1、中國專利文獻CN1865480(一種具有良好沖壓性能薄規格氣瓶鋼及其生產方法)公開了一種具有良好沖壓性能薄規格氣瓶鋼，其成分重量百分配比為：0.08～0.12％C，≤0.05％Si，1.00～1.20％Mn，≤0.025％P，≤0.015％S，0.010～0.020％Nb，0.010～0.030％Ti，0.015～0.060％Al，≤60ppm?N，其余為Fe和鋼中不可避免的雜質。

2、中國專利文獻CN00110094.7(一種高強度鋼氣瓶)公開了一種鋼氣瓶，可用于裝配消防器材，具有強度高、重量輕的特點，化學成分為(wt％)：C：0.30～0.34，Si：0.20～0.35，Mn：0.50～0.70，P≤0.015，S≤0.010，Cr：0.90～1.10，Ni：1.60～1.90，Mo：0.65～0.80，V：0.08～0.15，P+S≤0.020，這種鋼屬于中碳低合金鋼，加入了Cr、Ni、Mo、V等多種合金元素。

3、中國專利文獻CN88105870.X(高壓氣瓶鋼)公開了一種正火型的氣瓶鋼，成分為：0.27～0.36％C，0.20～0.40％Si，1.50～1.80％Mn，≤0.040％P，≤0.040％S，0.07～0.14％V，其余為鐵。該種氣瓶鋼只需通過簡單的正火熱處理后，就能獲得很好的綜合機械性能，使其制造的高壓氣瓶瓶壁減薄，因而具有制造成本低，工藝簡單，節省能源和設備投資等優點。