[發明專利]一種高強度汽車彈簧鋼盤條的軋制方法

有效

• 申請號: 202010318488.8
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111530925B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 秦樹超;黃翠香;胡黎寧;田新中;董慶;趙昊乾;段路昭;孟耀青;楊棟;范振霞;楊強強
• 申請（專利權）人: 邢臺鋼鐵有限責任公司
• 主分類號: B21B1/22
• 分類號: B21B1/22;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/18;C21D1/84;C21D8/02;C21D9/00
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李桂琴

本發明涉及鋼鐵線材熱軋領域，涉及一種高強度汽車彈簧鋼盤條的軋制方法，包括鋼坯加熱、控制軋制、控制冷卻工序，所述加熱工序，鋼坯在加熱爐中加熱溫度1000～1080℃，總加熱時間70～150min，加熱爐殘氧量≤3.0%；所述控制軋制工序，盤條進精軋溫度850～980℃，吐絲溫度850～950℃；所述控制冷卻工序，吐絲后盤條快速冷卻至780℃，控制冷卻速度C1為5.0～10.0℃/s，盤條從780℃到600℃，控制平均冷卻速度C2為0.5～4.0℃/s；獲得的盤條為鐵素體＋珠光體＋索氏體組織，表層無全脫碳。

技術領域

本發明屬于鋼鐵線材熱軋領域，涉及一種高強度汽車彈簧鋼盤條的軋制方法。

背景技術

彈簧鋼熱軋盤條主要用于制造汽車懸架簧、離合器簧、氣門簧以及模具彈簧等，主要包括55SiCr、55SiCrV、60Si2Mn等牌號。高強度彈簧鋼對表面脫碳的要求高，在懸架簧、氣門簧等的服役過程中，脫碳特別是全脫碳對疲勞壽命的影響很大。目前針對彈簧鋼脫碳問題，主要通過控制鋼坯加熱過程的加熱溫度、加熱時間以及爐內氣氛，來減少盤條總脫碳，但是不能有效消除彈簧鋼盤條的全脫碳問題。

申請號201210039991.5的中國專利公開了一種彈簧鋼線材表面脫碳的控制方法，具體按以下步驟進行控制：⑴連鑄坯化學成分質量百分比為：C ：0.51～0.59%，Mn ：0.50～0.80%，Si ：1.20～1.60%，Cr ：0.5～0.8%，Ni ：≤0.35%，Cu ：≤0.25%，余量為Fe 及不可避免的雜質；⑵為減少坯料加熱過程中氧化和脫碳層厚度，并保證坯料加熱均勻，加熱爐一段爐溫控制在900～960℃，二段爐溫控制在990～1050℃，均熱段爐溫控制在1050～1100℃，在爐時間90～150min ；⑶加熱爐均熱段空燃比控制在0.7～0.8，預熱段和均熱段空燃比控制在0.9～1.1；⑷線材吐絲溫度控制在810～830℃，為防止冷卻過程中發生鐵素體脫碳，細化晶粒并減少產品中鐵素體組織比例，線材吐絲后以8～11℃/s的冷速快速冷卻至650～670℃，然后進保溫罩緩冷。

申請號201210546469.6的中國專利公開了一種彈簧鋼盤條表面脫碳和鐵素體分布的控制方法，鋼坯加熱采用步進式雙蓄熱二段或三段式加熱爐加熱，預熱段：800-900℃，開始慢速升溫，防止因內應力產生裂紋；加熱段：1020-1080℃，均熱段：1040-1100℃，總加熱時間控制在80-120min 之間；線材軋制工序工藝控制：A.開軋溫度960℃～1000℃；B．精軋溫度控制：900℃～950℃，軋速控制在20～60（m/s），軋制過程中主要結合各道次孔型和壓下量，在充分考慮軋制溫度的同時，通過降低軋速來保證充分再結晶和精軋溫度控制，使奧氏體晶粒均勻細小。軋后吐絲溫度控制到800℃～840℃，降低吐絲溫度，防止奧氏體晶粒長大，減少相變過程中的脫碳和二次氧化，并抑制鐵素體析出。采用Stelmer線延遲型冷卻控制方式，當經過Ar3 溫度以前，風機開度100%，輥道速度0.45m/s～0.7m/s，由此降低Ar3點以得到細片狀珠光體，同時避免鐵素體成網。隨后采用適當的冷速，冷速控制0.5～6℃/s，使得線材最終組織由心部至表面為均勻、細片狀的珠光體和少量的鐵素體組織。

以上專利公開的彈簧鋼生產方法均是通過在控冷工序控制盤條快速冷卻至相變溫度，避免先共析鐵素體的析出，進而避免盤條表面全脫碳，但是這種工藝只能控制盤條吐絲后不再出現全脫碳，對于在軋制過程出現的全脫碳無法消除，只能遺留至成品盤條。本專利將軋制過程產生的先共析鐵素體在終軋過程重新奧氏體化，成功消除了軋制過程產生的全脫碳。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種在軋制、控冷過程消除全脫碳的彈簧鋼盤條軋制方法。在鋼坯加熱和盤條軋制過程中由于溫度較高，表層會出現碳含量較低的脫碳區域。盤條軋制或冷卻過程中，若盤條長時間在先共析溫度區間保溫，脫碳區域會發生鐵素體相變，形成的鐵素體晶粒向盤條內部生長，形成全脫碳。