[发明专利]一种高碳热轧汽车膜片弹簧钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及弹簧用钢，具体地用于汽车热轧膜片弹簧用钢及其生产方法。

背景技术

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0.65%以内，并多采用“热轧→退火→酸洗→加工→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不高，其不能满足大型工程机械车等车辆膜片弹簧今后发展使用要求。

在本发明提出之前，涉及高碳热轧汽车钢制造领域的同类技术产品不多，特别是针对高碳热轧汽车膜片弹簧钢方面的更少。

经检索：中国专利申请号为CN201210462046.6的专利文献，其公开了“一种汽车用热轧膜片弹簧钢及其生产方法”专利申请号CN201210462046.6，所涉及钢具有下列成分及质量百分比C：0.40%~0.60%，Si：0.15%~0.35%，Mn：0.70%~1.20%，Cr：0.70%~1.20%， V：0.10~0.50%，P≤0.015%，S≤0.008%，其余为Fe和不可避免的杂质。该热轧钢带与本发明相比，在化学成分上添加了一定量的Cr，但C含量偏低，虽然综合力学性能优秀，但热处理后硬度和韧性达不到设计要求。

有三项日本专利JP2507791A、JP3745193A和JPH06228734，均为离合器膜片弹簧钢，这些钢与发明钢相比，化学成分上添加了一定量的Mo，C含量偏低，Si、Mn含量上限偏高，同时添加一定量的V、Nb、Cr等合金。这种钢与发明钢相比，强度偏高，生产时轧制负荷较大，对生产设备要求较高。此外，因为钢中Si含量较高，如生产宽带钢，后期加工剪切断裂风险较大。

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，满足发展的大型工程机械车辆膜片弹簧要求，本申请人研发本发明申请。

发明内容

本发明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1600~2200MPa，HRC在47~57，弹性极限高的用于汽车热轧膜片弹簧用钢及其生产方法。

实现上述目的的措施：

一种高碳热轧汽车膜片弹簧钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.70~0.90%，Si≤0.10%，Mn：≤0.80%，P≤0.008%，S≤0.003%，Alt：0.010~0.030%，Cr：1.20~1.80%，V：0.10~0.30%，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。

生产一种高碳热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；并对铸坯在压下率为2%~8%进行压下；

6）铸坯经切割后进行坑式缓冷，并冷却至室温；

7）对切割后的铸坯加热，加热温度控制为1200～1300℃，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1050～1200℃，控制精轧终轧温度在900～950℃；

9）进行卷取，控制卷取温度在700～800℃；

10）进行缓冷，在冷却速度不超过20℃/小时下冷却至不超过200℃；

11）进行退火，退火温度为750～850℃，退火及保温时间不低于1550min；

12) 进行淬火：控制淬火温度在850～950℃，淬火保温时间不低于30min；

13）进行回火，控制回火温度在600～700℃，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；

14）检验并待用。

本发明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、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、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