[发明专利]弹簧钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及弹簧钢，特别涉及一种疲劳性能优良的弹簧钢以及该弹簧钢的制备方法。

背景技术

强度、韧性和晶粒度等性能指标仅能间接地评价弹簧钢，抗疲劳性能才是反映弹簧钢的最重要指标，它不但可以反映弹簧钢的强度、韧性和晶粒度等各项性能指标的优劣，还能反映上述各性能之间的最佳匹配以及由这种性能之间的匹配对弹簧钢使用寿命的影响。而弹簧钢的内在质量与弹簧钢的抗疲劳性有很大的关联。因此，无论在弹簧钢的品种还是生产工艺方面的研究，都以提高弹簧钢的疲劳性能为最终目的。

现有技术中通过控制钢中的夹杂而实现对弹簧钢抗疲劳性能的提高。在钢的生产过程中特别是增加了精炼手段后的弹簧钢的生产过程中，钢中夹杂总量能够有效地减少，弹簧钢的洁净度得到提高，使弹簧钢的疲劳性能得到改善。例如，《江西冶金》杂志(第14卷1期，第10-13页)报道的国内某厂采用“电炉+模铸”工艺生产60Si2Mn汽车板簧的实物疲劳寿命平均仅为2.92万次，而《河南冶金》杂志(第15卷5期，第16-18页)则报道了国内另一生产厂采用“转炉+LF炉精炼+连铸”工艺生产的同一产品的实物疲劳寿命平均则可达到15.62万次。近期的研究还表明，控制夹杂物尺寸大小同样可以提高弹簧钢的疲劳性能。例如《钢铁》杂志(第43卷5期，第66-70页)的发表论文“夹杂物尺寸对60Si2CrVA高强度弹簧钢的高周疲劳性能的影响”通过实验更是得出：“虽然3种60Si2CrVA弹簧钢实验料的氧含量相同，但由于钢中夹杂物的尺寸差异，使其高周疲劳性能存在明显差异。随着夹杂物尺寸的较小，实验料的疲劳寿命和疲劳强度均逐渐提高”。

但是，这种对钢中夹杂物的含量或者尺寸大小进行控制的方法，大多是从理论的角度而言。在实践操作中，难以把握和实现这种对夹杂物的控制。例如，《武汉科技大学学报》杂志(第24卷3期，第221-224页)发表的“不同生产工艺对高强度弹簧钢夹杂物尺寸大小及疲劳性能的影响”论文指出：“采用不同的生产工艺，尽管都能获得较低的氧含量，但具有绝对不同的夹杂物尺寸分布，因而明显影响疲劳性能”。也就是说，这种通过控制钢中夹杂物来控制钢的抗疲劳强度的方法难以控制，还是难以在生产中保证弹簧钢的质量，得到抗疲劳强度提高的弹簧钢，现有技术中的弹簧钢的抗疲劳强度相对较低，或者需要生产厂家进行特殊的相应地操作，这意味着需要改变原有的生产模式甚至生产设备等，难以普遍适用，增加了成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的弹簧钢抗疲劳强度较低的缺点，提供一种抗疲劳性能较好的弹簧钢。本发明还进一步地提供一种弹簧钢的制备方法，能可靠地制备弹簧钢得到抗疲劳强度提高的上述弹簧钢。

根据本发明提供的弹簧钢，其中，以弹簧钢的总量为基准，所述弹簧钢含有0.56-0.64重量％的C、1.6-2重量％的Si、0.6-0.9重量％的Mn、0-0.015重量％的Ti、0.0055-0.03重量％的S和0.01-0.02重量％的Als，余量为Fe及不可避免杂质，且所述S与所述Als的重量比为0.55-3，所述Als为酸溶铝。

根据本发明的弹簧钢的制备方法，该方法包括将弹簧钢原料依次经过初炼、精炼、冷却成型、轧制、淬火和回火，其中，所述弹簧钢原料的组成使所得弹簧钢的组成为，以该弹簧钢的总量为基准，所述弹簧钢含有0.56-0.64重量％的C、1.6-2重量％的Si、0.6-0.9重量％的Mn、0-0.015重量％的Ti、0.0055-0.03重量％的S和0.01-0.02重量％的Als，余量为Fe及不可避免杂质，且所述S与所述Als的重量比为0.55-3，所述Als为酸溶铝。

本发明的发明人发现，现有技术中，对于在炼钢过程中钢中所形成的夹杂物的含量和尺寸大小等没有具体的可以参考的标准，从而难以把握和实现对钢中夹杂物的控制，从而对弹簧钢抗疲劳强的的控制也不能可靠地实现。本发明的方法是通过控制弹簧钢中主要的微量元素的含量来提高弹簧钢的疲劳性能，特别通过控制钢中S与Als的重量比为0.55-3从而能在弹簧钢的生产过程中可靠地提高弹簧钢的抗疲劳性能。

另外，根据本发明的方法在现有的生产条件下就可以进行弹簧钢的生产，不必改动厂内的生产设备和工艺流程，采用已有弹簧钢生产工艺，就可生产出疲劳性能良好的弹簧钢。

具体实施方式