一种高碳冷轧汽车膜片弹簧钢及其生产方法技术

一种高碳冷轧汽车膜片弹簧钢，其组分及wt%为：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%；生产步骤：铁水脱硫；转炉冶炼；LF炉精炼；RH真空炉处理；连铸成坯；铸坯经切割后进行坑式缓冷；铸坯加热；分段热轧；卷取；缓冷；切割后退火；冷轧；淬火；回火；检验并待用。本发明专利技术钢通过轧制和热处理后，具有高强度、高弹性、高屈服极限、高抗疲劳极限、低温韧性和较长使用寿命，可用于制造各类车辆离合器总成，特别是适用于低温环境下的大型工程机械车辆。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种高碳冷轧汽车膜片弹簧钢，其组分及wt%为：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%；生产步骤：铁水脱硫；转炉冶炼；LF炉精炼；RH真空炉处理；连铸成坯；铸坯经切割后进行坑式缓冷；铸坯加热；分段热轧；卷取；缓冷；切割后退火；冷轧；淬火；回火；检验并待用。本专利技术钢通过轧制和热处理后，具有高强度、高弹性、高屈服极限、高抗疲劳极限、低温韧性和较长使用寿命，可用于制造各类车辆离合器总成，特别是适用于低温环境下的大型工程机械车辆。【专利说明】
本专利技术涉及弹簧用钢，具体地用于汽车冷轧膜片弹簧用钢及其生产方法。
技术介绍
在汽车离合器总成中，膜片弹簧对汽车离合器总成中的性能和使用寿命有很大影 响。目前，受冶金设备能力水平和后期加工水平所限，国内汽车膜片弹簧钢中的碳含量不 高，一般在〇. 65%以内，并多采用"热轧一退火一酸洗一加工一热处理"的工艺路线。主要 由于其碳及铬含量低，使产品的力学性能如强度及硬度较低，且低温环境下易脆断，不能满 足在低温环境使用的大型工程机械车辆对膜片弹簧的要求。 在本专利技术提出之前，涉及高碳冷轧汽车钢制造领域的同类技术产品不多，特别是 针对高碳冷轧汽车膜片弹簧钢方面的更少。 经检索：中国专利申请号为201210462512的专利文献，其公开了"一种汽 车用冷轧膜片弹簧钢及其生产方法"。其成分及质量百分比含量为：C:0.4(T〇. 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%，其余为Fe和不可避免的杂质。该文献在化学成分上添加了一定 量的Ni和Mn,但C含量和Cr含量偏低，虽然有比较好的冷轧加工性能，但强度、硬度、韧性 偏低，不能满足在低温环境使用的大型工程机械车辆对膜片弹簧的要求。 中国专利申请号为94191328的文献，其公开了"一种用于汽车悬架弹簧的低脱 碳、高韧性弹簧钢"，所涉及钢具有下列成分及质量百分比：C:0. 5(Γ〇. 70%，Si: I. 0(Γ3. 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%，其余为Fe和不可避免的杂质。其化学成分中C、Cr偏低，其强度、硬度、疲劳性 能和弹性极限也偏低；且因为该钢中Si含量较高，还存在生产和后期冷热加工断裂风险增 大的不足。 日本专利JP2507791A、JP3745193A和JPH06228734,均为用于离合器膜片的弹簧 钢，其在化学成分上添加了一定量的Mo, C含量和Cr含量仍偏低。其存在疲劳性能和弹性 极限偏低，退火后的球化率也偏低。此外，因为钢中Si含量较高，如生产宽带钢，在后期加 工剪切阶段会使断裂风险较大而无法使用。 为了进一步提高汽车膜片弹簧弹力、冷热加工性能、使用寿命，减少钢板性能波 动，满足低温环境使用的大型工程机械车辆汽车膜片弹簧要求，本 申请人:研发本专利技术申请。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种经淬火及回火后抗拉强度 在160(T2400MPa，HRC在47?59, -40°C KV2彡34J，弹性极限高的用于汽车冷轧膜片弹簧用 钢及其生产方法。 实现上述目的的措施： 一种高碳冷轧汽车膜片弹簧钢，其组分及重量百分比含量为：C :0.7(Γ〇. 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 彡 0· 004%，余量为 Fe 及不可避免的 夹杂；金相组织为回火马氏体。 生产一种高碳冷轧汽车膜片弹簧钢的方法，其步骤： 1) 进行铁水脱硫； 2) 进行转炉冶炼； 3) 在LF炉中进行精炼； 4) 在RH真空炉中进行处理，控制真空处理时间不少于20分钟； 5) 连铸成坯：在连铸过程中电磁搅拌始终；并对铸坯进行轻压下，压下率为29Γ8% ; 6) 铸坯经切割后进行坑式缓冷并冷却至室温； 7) 对铸坯加热，加热温度控制为1200?1300°C，加热速率控制为8?14分钟/厘米； 8) 进行分段热轧：控制粗轧开轧温度在1050?120(TC，控制精轧终轧温度在800? 900 0C ； 9) 进行卷取，控制卷取温度在700?800°C ; 10) 进行缓冷，冷却速度控制在不超过15°C /小时下冷却至不超过200°C ; 11) 经切割后进行退火，退火温度为750?850°C，退火及保温时间不低于1550min ; 12) 进行冷轧，冷轧道次为1~3,总压下率在15~30%; 13) 进行淬火：控制淬火温度在850?950°C，淬火保温时间不低于30min ; 14) 进行回火，控制回火温度在600?700°C，回火保温时间不低于50min ;经回火后的 金相组织为回火马氏体； 15) 检验并待用。 本专利技术中各元素及主要工艺参数的作用及机理： 考虑该钢主要是要保证高强度、高弹性、高屈服极限、高抗疲劳极限和较长使用寿命， 同时还得具备良好的剪切和冷轧加工性能。因此，炼钢时要严格控制钢水的纯净度，防止P、 S含量对钢脆性的影响。C、Si、Mn、Cr、Ni、V的设计成分保证了钢的强度、弹性、疲劳极限等 范围符合汽车膜片弹簧钢的要求。总的说来，采用Cr、Ni、V及其他元素的复合微合金化上， 要充分发挥各元素的特点。 合金元素对汽车膜片弹簧钢性能的影响 C :其是提高强度最有效的元素，随着C含量的增加，钢中Fe3C增加，淬硬性也增加， 钢的抗拉强度和屈服强度提高。但是，随着C含量增加，钢材的延伸率、冲击韧性和冷加 工性能下降。因此，为保证钢板有高强度、高淬硬性、高耐磨性，本专利技术将C含量控制在 0. 709Γ0. 90%以内。如果C含量过低，其强度、硬度和耐磨性将下降，达不到大型工程机械车 辆膜片弹簧设计要求。 Si :其与碳的亲和力很弱，在钢中不与碳化合，但能溶入铁素体，产生固溶强化作 用，使得铁素体的强度和硬度提高，但塑性和韧性却有所下降。可见，Si对强度有一定帮助， 但含量不可过高，以免降低钢的塑韧性。考虑本专利技术钢要进行冷轧加工和强度贡献，故Si 含量控制在0. 15、. 35%范围内。 Mn:其与碳的亲和力较强，是扩大奥氏体相区、细化晶粒、球化碳化物和保证综合 性能以及提高淬透性的有效元素，且它并不恶化钢的变形能力，1. 〇〇%的Mn约可抗拉强度 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高碳冷轧汽车膜片弹簧钢，其组分及重量百分比含量为：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%，余量为Fe及不可避免的夹杂；金相组织为回火马氏体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文斌，李书瑞，程吉浩，董中波，王宪军，战国峰，陈颜堂，邹德辉，郭斌，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42