13吨级车桥桥壳用钢及其生产方法技术

本发明专利技术涉及13吨级车桥桥壳用钢及生产方法。其化学成分及重量百分比为：C：0.04％～0.08％，Si：0.10％～0.60％，Mn：1.3％～1.45％，P：≤0.025％，S：≤0.008％，Al：0.01％～0.06％，Nb：0.04％～0.06％，Ti：0.03％～0.05％，余为Fe及不可避免的杂质；其步骤：转炉冶炼；真空处理；连铸；对铸坯加热；粗轧；采用7机架进行精轧；层流冷却；卷取。本发明专利技术钢由于含碳量低，使其具有优良的冲压成形性能和焊接性能，冷成型后的尺寸稳定，完全满足13吨级车桥的桥壳制作和使用要求。经对所制成的13吨级车桥桥壳总成进行台架试验，其垂直弯曲疲劳寿命、垂直弯曲刚性、垂直弯曲静强度优良，完全满足了用户要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及牵引车用钢及生产方法，具体地说是13吨级车桥桥壳用钢及生产方法。
技术介绍
车桥是整是汽车行驶系统的主要构件之一，它支撑车架及车架以后的各总成重量，同时它保护传动系统中的各部件。在车桥行业的桥壳制造领域，有冲焊桥壳与铸造桥壳两种截然不同的产品制造方法。随着桥壳制造技术的发展和汽车减重节能的需要，特别是对于载重汽车的驱动桥壳，已使用12 16mm厚度的热连轧钢板制作冲焊桥壳，取代了制作工艺复杂、生产效率偏低、笨重、成本较高的铸造桥壳体。在载重汽车驱动桥壳的制作方面，其桥壳体的形状和结构特点决定了所用材料要求强度高、冲压成形性好并具有良好的焊接性能。热压成形工艺流程为切割下料(气割)一中频加热C3min、900°C )—热压成形一清洗(去油)一喷丸一焊接。冷压成形工艺是在热压成形工艺中省去冲前预热工序，降低了能耗和减轻了模具的热疲劳损伤。两件冲压成形的壳体经焊接组合成后桥。壳体冲压成形时，钢板要承受很大的弯曲和臌胀塑性变形，因此要求钢板具有良好的冲压成形性能和较高的延伸率。由于组成载重汽车后桥需要经过焊接工序，因此要求钢板的焊接性能良好，同时由于受载，焊缝及热影响区要求有较高的强度和韧性，从而保证汽车的安全与可靠。如果钢板能够实现冷冲压成形，可进一步降低生产成本，大大提高后桥总成的疲劳寿命；并且由于现有替代技术的含碳量相对较高，如中国专利公开号为CN1017013A、CN101660093的专利文献，其由于含碳量较高，导致成型性不仅难度大，对用于复杂的汽车零部件，则必须通过加热才能保证其成型性的精确度，否则，成型后的尺寸及形状易产生波动，不能满足用户要求。目前国内高强度汽车冲焊桥壳用热轧钢板没有专用钢种及相应标准，汽车制造厂只好使用一些代用材料，如16MnL、09SiVL、08Ti、T52等。由于这些材料是汽车大梁用钢，大批量生产IOmm及以下厚度的热轧钢板来用于制作汽车车架，其高强度低塑性特征不能满足桥壳复杂的冲压成形要求。因此，相对于12 16mm厚度的冲焊桥壳钢来说，出厂的技术条件差异较大，致使生产中存在零件成形精度差、废品率高、冲压工艺复杂、原材料消耗大等较多问题。这些钢存在的不足是经冲压成形、焊装-整形后易开裂，严重影响产品的质量和使用寿命。采用更高强度钢冲压车桥可以在保证车强载荷性能的前提下降低钢板厚度， 从而降低车桥自重，达到节能减排效果，因此，各汽车制造厂迫切要求研制高强度汽车桥壳用钢系列，以满足载重卡车轻量化的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决目前代用材料在使用过程中存在的问题，提供一种在现有设备条件开发出具有抗拉强度彡640MPa及以上、下屈服强度I 500MPa，伸长率A彡20%； 宽冷弯(b = 35mm)性能良好，冲压成形性和焊接性能优良的可用于生产13吨级车桥的桥壳用钢及生产方法。实现上述目的的措施13吨级车桥桥壳用钢，其化学成分及重量百分比为C :0. 04% 0.08%，Si 0. 10% 0. 60%，Mn :1. 3% 1. 45%，P 彡 0. 025%，S 彡 0. 008%，Al :0. 01% 0. 06%， Nb 0. 04% 0. 06%, Ti 0. 03% 0. 05%，其余为！^e及不可避免的杂质。生产13吨级车桥桥壳用钢的方法，其步骤1)进行转炉冶炼，控制出钢温度在1710°C 1720°C ；2)进行真空处理处理时间在13 16分钟，保持真空度为730 790Pa ；3)进行连铸，控制拉坯速度在1. 0 1. 1米/分钟；4)对铸坯加热，加热温度在1240°C 1280°C，加热时间在140 155分钟；5)进行粗轧，控制其结束温度在1050°C 1080°C ；6)采用7机架进行精轧，控制其终轧温度在760V 800°C，末三道次的压下率分别在 21%，26%及 32% ；7)进行层流冷却，冷却速度控制在25 45°C /秒；8)进行卷取，卷取温度控制在550°C 600V。本专利技术中各金属元素的机理及作用碳是廉价的固溶强化元素。如果其含量小于0. 04%，则不能满足热冲压成形后对材料强度的要求，如果随着碳含量的提高，则冲压成形性和焊接性会降低，因此在保证强度的前提下采用较低碳含量，所以，将其含量限定在0. 04 0. 08%范围。硅是廉价而有效的钢液脱氧元素。是为了维持母材强度、进行预脱氧而添加的， 如果其含量小于0. 10%，则不能发挥其效果；如果其含量超过0. 60%，则会恶化热轧钢板的表面质量和焊接性能，所以，将其含量限定在0. 10 0. 60%范围。锰是提高强度和韧性最有效的元素。但是添加多量的锰，会导致增加钢的淬透性，由于焊接硬化层的出现而使裂纹敏感性增高，鉴于此，将其上限定为1.45%，所以，将其含量限定在1.3 1.45%范围。磷为了避免焊接性能、冲压成形性能、韧性、二次加工性能发生恶化，设定其含量上限为0. 025%。硫是非常有害的元素。钢中的硫常以锰的硫化物形态存在，这种硫化物夹杂对钢的冲击韧性是十分不利的，并造成性能的各向异性，因此，需将钢中硫含量控制得越低越好。基于对钢板冲压成形工艺和制造成本的考虑，拟将钢中硫含量控制在0. 008%以下。铝是为了脱氧而添加的，当Als含量不足0.01%时，不能发挥其效果；另一方面， 由于添加多量的铝容易形成氧化铝团块，所以，规定Als上限为0.06%。因此，Als含量限定在0.01 0. 06%范围。铌主要通过细化晶粒和沉淀析出强化来提高钢的强度，是强烈的碳、氮化合物形成元素，在钢中主要以Nb(C、N)形式存在，阻止奥氏体晶粒的长大，最终使铁素体晶粒尺寸变小，细化组织。当其含量不足0.040%时，不能满足强度要求；而加入的铌过多时，合金成本会显著上升并且韧性恶化。钛可细化晶粒和提高钢的强度与韧性，并对焊接性能有利，钢中生成的氮化钛对焊接加热时产生的奥氏体晶粒粗化有防止效果。当其含量不足0. 03%时，不能发挥其效果；另一方面，加入的钛过多时，则会由于生成过剩的碳化钛而导致韧性恶化，根据力学性能目标要求，将其钛含量限定在0. 03 0. 05%范围。本专利技术钢由于碳低，导致其具有优良的冲压成形性能和焊接性能，即使冷成型，其成型后的尺寸稳定，完全满足13吨级车桥的制作和使用要求。其更适用于冷冲压工艺，省去冲前预热工序，不仅节约能源消耗，其实际力学性能良好，能提高桥壳总成的疲劳寿命， 消除模具的热疲劳损伤。经对其所制成的桥壳总成进行台架试验，其垂直弯曲疲劳寿命、垂直弯曲刚性、垂直弯曲静强度的检测结果均符合国家标准要求。采用该钢生产13吨级车桥，由于该钢抗拉强度在640MPa以上，比16MnL、T52L等钢提高约30%以上，承载能力极大提高，因此在设计车桥时所需钢板厚度至少可以降低15%以上，车身自重显著减轻，节能减排效果明显。附图说明附图为本专利技术钢的金相组织图。 具体实施例方式下面做进一步描述实施例1生产的为14毫米厚的桥壳用钢板。13吨级车桥桥壳用钢，其化学成分及重量百分比为C :0. 042%, Si :0. 10%, Mn 1. 31%, P 0. 025%, S 0. 005%, Al :0. 01%, Nb :0. 06%, Ti :0. 031%，余本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永前，赵江涛，陈宇，周祖安，刘斌，彭涛，杨海林，黄成红，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：