[发明专利]一种高强度弹簧钢

说明书

本发明公开了一种高强度弹簧钢，属于热压力加工用途高强度弹簧钢及制备工艺领域。其特征在于按照质量百分百比包括如下组分：C 0.47‑0.53％、Si 0.15‑0.35％、Mn 0.75‑1.10％、Cr 0.90‑1.20％、V 05‑0.10％、Nb 0.02‑0.10％、Mo 0.15‑0.25％、Cu≤0.25％、Ni≤0.25％、P≤0.02％、S≤0.015％，其余量为Fe及不可避免的杂质。本发明具备低脱碳、高强度、高塑韧性、低合金和低成本的优良特性，能够满足轻量化少片簧的高应力、高疲劳性能、高工艺性能和高可靠性要求。

技术领域

本发明属于热压力加工用途高强度弹簧钢及制备工艺领域，具体是指一种新型高强度弹簧材料的化学成分、含量及制备方法。

背景技术

汽车轻量化是汽车发展的趋势，其中少片变截面钢板弹簧(少片簧)这种先进钢板弹簧技术是卡车轻量化的主要发展方向，其可降低汽车自重的30％以上。目前国内少片簧由于疲劳性能低因而并没有得到大范围应用，这主要是材料问题未得到有效解决，因此对弹簧材料提出了高强度、低合金、高塑韧性、低脱碳和低成本的要求，以满足轻量化少片簧的高应力、高疲劳性能、高工艺性能和高可靠性要求。

目前市场上常用的弹簧材料难以同时满足少片变截面钢板弹簧低脱碳、高强度、高塑韧性、低合金和低成本的要求。例如，51CrV4弹簧钢可以满足低脱碳的要求、但不满足高强度和高塑韧性的要求。54SiCr6具有高强度和高塑韧性，但脱碳严重。韩国浦项弹簧钢(中国专利94191328.7公开)通过加入Ni减小全脱碳层(铁素体层)深度，但是加稀贵合金元素导致材料的成本很高而难以被市场接受。

此外，通过实验证明，在淬火过程中，如果通过设计工艺缩短蒸汽膜冷却阶段，能够使整个工件表面得到均匀快速的冷却，令产品的表面处理质量保持高匀度。而通过延长沸腾冷却过程，则有利于大尺寸零件的冷却效果，在保持匀度的同时提高淬透性。上述工艺的优化只通过传统手段实现，是有局限性的，为了突破这个局限性，申请人创造性的令淬火阶段，尤其是在气膜阶段和沸腾阶段给弹簧钢施加高压脉冲电流，能够突破传统手段的局限性，实现工艺优势的最大化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高强度弹簧钢，具备低脱碳、高强度、高塑韧性、低合金和低成本的优良特性，能够满足轻量化少片簧的高应力、高疲劳性能、高工艺性能和高可靠性要求。本发明解决的第二个技术问题是能够通过在气膜阶段和沸腾阶段给弹簧钢施加高压脉冲电流，能够突破传统手段的局限性，缩短蒸汽膜冷却阶段时长，使整个工件表面得到均匀快速的冷却，令产品的表面处理质量保持高匀度；通过延长沸腾冷却过程，则有利于大尺寸弹簧杆的冷却效果，在保持匀度的同时提高淬透性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种高强度弹簧钢，其特征在于按照质量百分百比包括如下组分：

C 0.47-0.53％、

Si 0.15-0.35％、

Mn 0.75-1.10％、

Cr 0.90-1.20％、

V 0.05-0.10％、

Nb 0.02-0.10％、

Mo 0.15-0.25％、

Cu≤0.25％、

Ni≤0.25％、

P≤0.02％、

S≤0.015％，

其余量为Fe及不可避免的杂质。

本发明所述的一种高强度弹簧钢，其特征在于热处理工序包括如下工艺步骤：淬火加热温度为840-930℃；回火温度为360-560℃。