[發(fā)明專利]一種疲勞性能優(yōu)良的直接冷拉拔彈簧鋼線材的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110353670.8
• 申請日: 2011-11-10
• 公開（公告）號: CN102416411A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王德炯;孫彥輝;孔祥華;沈樸恒;李文浩;劉虎
• 申請（專利權(quán)）人: 南京鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B21C37/04
• 分類號: B21C37/04;C22C38/18;C21D9/52;C21D1/26;C21D11/00
• 代理公司: 南京匯盛專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32238
• 代理人: 陳揚

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于合金鋼及其制造工藝領(lǐng)域，涉及一種疲勞性能優(yōu)良且具有優(yōu)異直接冷拉拔性能的硅鉻彈簧鋼線材的制造方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著中國汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，市場對彈簧鋼的需求量越來越大，據(jù)統(tǒng)計預(yù)測，2010年國內(nèi)對彈簧鋼供求量將在150萬噸以上。汽車發(fā)動機的重要零部件氣門簧、減震系統(tǒng)懸架彈簧和離合器彈簧等都需在作為原料的熱軋彈簧鋼線材上直接進行冷拉拔加工，因此，具有超塑性、高強度、優(yōu)異冷拉拔性能的熱軋線材對提高拉絲速率、減少拉絲道次、降低能耗、提高生產(chǎn)效率具有顯著作用。

傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)彈簧鋼熱軋線材時，由于軋制和冷卻工藝都不加控制，導(dǎo)致軋后線材抗拉強度低于900MPa，斷面收縮率僅有10%-20%，顯微組織一般為粗大珠光體和大塊鐵素體。上述熱軋彈簧鋼線材塑性極差，一般不能直接進行冷拉拔加工，必須經(jīng)過退火才能達(dá)到冷加工所需性能要求，因此，傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的彈簧鋼線材冷拉拔時工藝成本高，效率低，環(huán)境污染嚴(yán)重。

現(xiàn)階段，由于高速軋機線材生產(chǎn)線設(shè)備水平的不斷提高，幾乎所有的熱軋彈簧鋼線材生產(chǎn)都采用控制軋制和控制冷卻工藝，這不僅可以提高線材產(chǎn)品的質(zhì)量，還可以降低能耗和污染，極大的提高了生產(chǎn)效率。大量的研究報道，控制鋼中總氧含量及非金屬夾雜物的類型和數(shù)量、抑制過冷的貝氏體和馬氏體組織的形成、降低自由鐵素體的相對含量及珠光體球團尺寸和平均片層間距的良好匹配等都可以提高熱軋彈簧鋼線材的直接冷拉拔性能。中國專利ZL200410085340.3報道了彈簧鋼55CrSi的制備方法，采用電爐冶煉、LF精煉、VD脫氣、連鑄、高線軋制的一火成才工藝制備，對于高線控冷沒有特殊的要求。中國專利200810174566.0采用精煉過程加入Li化合物的方法，改善夾雜物的塑性行為，從而改善彈簧鋼的疲勞性能。余國松等采用100t超高功率直流電弧爐-100t?LF精煉爐-100t?VD脫氣爐-六機六流R9米小方坯合金鋼連鑄機．150?mm×150?mm連鑄坯修磨-軋制≤中20?mm盤條-火成材工藝，成功開發(fā)了轎車懸架彈簧用55CrSiA（特殊鋼，2010,31(3)）。王曉峰、陳偉慶等報道了55SiCr彈簧鋼的CCT曲線（冷卻速率對彈簧鋼55SiCr的相變組織和顯微硬度的影響，上海金屬，2010，No.?6,?13~15），認(rèn)為控冷過程的冷卻速率可以控制3~5°C/s。肖金福、劉雅政等對55SiCr脫碳行為進行了研究（肖金福，劉雅政，張朝磊，姜超，金屬熱處理，2010，No.12，94~97），發(fā)現(xiàn)升溫過程中750~850°C脫碳嚴(yán)重，但未給出具體的控制措施。曹安然等人的研究結(jié)果與肖金福劉雅政等的研究結(jié)果一致（曹安然、李玉芳、王劍、韓茂棟，彈簧鋼55SiCr氧化與脫碳特性研究，金屬熱處理，2010，No.9，51~55）。總的來講，彈簧鋼55SiCr的冶煉與軋制技術(shù)已經(jīng)進行了一定的研究，但在疲勞性能優(yōu)良的直接冷拉拔彈簧鋼55SiCr線材的生產(chǎn)制備仍然存在一定差距。

發(fā)明內(nèi)容

針對目前55SiCr彈簧鋼線材存在的問題，本發(fā)明目的是提供一種疲勞性能優(yōu)良的直接冷拉拔彈簧鋼線材的制造方法，該方法得到的彈簧鋼線材在高塑韌性、高強度、疲勞性能優(yōu)良的同時具有優(yōu)異冷拉拔性能。

本發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種疲勞性能優(yōu)良的直接冷拉拔彈簧鋼線材的制造方法，其特征在于：該方法采用兩火成材和三段式控冷工藝得到彈簧鋼線材，具體要求如下：

1）采用EAF電弧爐、LF精煉爐、VD處理，得到大方連鑄坯，其中連鑄坯以重量百分比計，含有C：0.51-0.59%；Si：1.20-1.60%；Mn：0.50-0.80%；Cr：0.50-0.80%；P：0.025%以下且大于0%；S：0.025%以下且大于0%；O：0.0012%以下且大于0%；Als：0.01%以下且大于0%，所述Als為酸溶鋁，余量由鐵及不可避免的雜質(zhì)；

2）將得到的大方連鑄坯經(jīng)過熱送、加熱、950軋機開坯，得到開坯料；將開坯料經(jīng)過再加熱、控軋、吐絲，得到線材；其中，開坯料再加熱前可經(jīng)過拋丸、磁粉探傷、坯料修磨處理；

3）將得到的線材采用三段式控冷工藝：

（1）線材從吐絲至進入連續(xù)退火生產(chǎn)線溫度段以4-6℃/s的平均冷速快卻，進入連續(xù)退火生產(chǎn)線溫度范圍為690-710℃；

（2）線材從進入連續(xù)退火生產(chǎn)線至離開連續(xù)退火生產(chǎn)線溫度段以0.3-1.0℃/s的平均冷速緩冷，離開連續(xù)退火生產(chǎn)線溫度范圍為610-590℃；