[發明專利]一種高碳冷軋汽車膜片彈簧鋼及其生產方法

有效

• 申請號: 201410600599.2
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN104313483A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 劉文斌;李書瑞;程吉浩;董中波;王憲軍;戰國峰;陳顏堂;鄒德輝;郭斌
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: C22C38/46
• 分類號: C22C38/46;C22C33/04
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 段姣姣

技術領域

本發明涉及彈簧用鋼，具體地用于汽車冷軋膜片彈簧用鋼及其生產方法。

背景技術

在汽車離合器總成中，膜片彈簧對汽車離合器總成中的性能和使用壽命有很大影響。目前，受冶金設備能力水平和后期加工水平所限，國內汽車膜片彈簧鋼中的碳含量不高，一般在0.65%以內，并多采用“熱軋→退火→酸洗→加工→熱處理”的工藝路線。主要由于其碳及鉻含量低，使產品的力學性能如強度及硬度較低，且低溫環境下易脆斷，不能滿足在低溫環境使用的大型工程機械車輛對膜片彈簧的要求。

在本發明提出之前，涉及高碳冷軋汽車鋼制造領域的同類技術產品不多，特別是針對高碳冷軋汽車膜片彈簧鋼方面的更少。

經檢索：中國專利申請號為201210462512的專利文獻，其公開了“一種汽車用冷軋膜片彈簧鋼及其生產方法”。其成分及質量百分比含量為：C:0.40~0.65%，Si:0.10~0.35%，Mn:0.60~1.00%，Cr：0.80~1.20%，?Ni：0.20~0.50%，V：0.27~0.55%，P≤0.010%，S≤0.007%，其余為Fe和不可避免的雜質。該文獻在化學成分上添加了一定量的Ni和Mn，但C含量和Cr含量偏低，雖然有比較好的冷軋加工性能，但強度、硬度、韌性偏低，不能滿足在低溫環境使用的大型工程機械車輛對膜片彈簧的要求。

中國專利申請號為94191328的文獻，其公開了“一種用于汽車懸架彈簧的低脫碳、高韌性彈簧鋼”，所涉及鋼具有下列成分及質量百分比：C:0.50~0.70%，Si:1.00~3.5%，Mn:0.30~1.50%，Cr：0.30~1.00%，?Ni：0.50~5.00%，V：0.05~0.50%，P≤0.020%，S≤0.020%，其余為Fe和不可避免的雜質。其化學成分中C、Cr偏低，其強度、硬度、疲勞性能和彈性極限也偏低；且因為該鋼中Si含量較高，還存在生產和后期冷熱加工斷裂風險增大的不足。

日本專利JP2507791A、JP3745193A和JPH06228734，均為用于離合器膜片的彈簧鋼，其在化學成分上添加了一定量的Mo，C含量和Cr含量仍偏低。其存在疲勞性能和彈性極限偏低，退火后的球化率也偏低。此外，因為鋼中Si含量較高，如生產寬帶鋼，在后期加工剪切階段會使斷裂風險較大而無法使用。

為了進一步提高汽車膜片彈簧彈力、冷熱加工性能、使用壽命，減少鋼板性能波動，滿足低溫環境使用的大型工程機械車輛汽車膜片彈簧要求，本申請人研發本發明申請。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，提供一種經淬火及回火后抗拉強度在1600~2400MPa，HRC在47~59，-40℃KV₂≥34J，彈性極限高的用于汽車冷軋膜片彈簧用鋼及其生產方法。

實現上述目的的措施：

?一種高碳冷軋汽車膜片彈簧鋼，其組分及重量百分比含量為：C：0.70~0.90%，Si：0.15~0.35%，Mn：0.50~1.00%，P≤0.008%，S≤0.002%，Alt：0.010~0.030%，V：0.10~0.30%，Cr：1.20~2.00%，Ni：1.20~2.00%，Ca：0.002~0.006%，N≤0.004%，余量為Fe及不可避免的夾雜；金相組織為回火馬氏體。

生產一種高碳冷軋汽車膜片彈簧鋼的方法，其步驟：

1）進行鐵水脫硫；

2）進行轉爐冶煉；

3）在LF爐中進行精煉；

4）在RH真空爐中進行處理，控制真空處理時間不少于20分鐘；

5）連鑄成坯：在連鑄過程中電磁攪拌始終；并對鑄坯進行輕壓下，壓下率為2%~8%；

6）鑄坯經切割后進行坑式緩冷并冷卻至室溫；

7）對鑄坯加熱，加熱溫度控制為1200～1300℃，加熱速率控制為8～14分鐘/厘米；

8）進行分段熱軋：控制粗軋開軋溫度在1050～1200℃，控制精軋終軋溫度在800～900℃；

9）進行卷取，控制卷取溫度在700～800℃；

10）進行緩冷，冷卻速度控制在不超過15℃/小時下冷卻至不超過200℃；

11）經切割后進行退火，退火溫度為750～850℃，退火及保溫時間不低于1550min；

12)進行冷軋，冷軋道次為1~3，總壓下率在15~30%；

13）進行淬火：控制淬火溫度在850～950℃，淬火保溫時間不低于30min；