[发明专利]高压油管用钢、高压油管及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高压油管用钢、高压油管及其制备方法，其化学元素质量百分配比为：C：0.11‑0.17％；Si：0.1‑0.5％；Mn：1.2‑1.7％；Al：0.01‑0.05％；Nb：0.01‑0.06％；V：0.02‑0.09％；Mo：0.05‑0.2％；B：0.0005‑0.003；Ti≤0.03％；Cr≤0.2％；Ni≤0.2％；Cu≤0.3％；Ca：0.001‑0.01％；并且化学成分满足关系式4＜(B×Mo)/(C×Mn)×10⁴＜12，余量为Fe和其他不可避免的杂质。本发明油管用钢组织为铁素体+弥散分布的碳化物+回火索氏体，能达到670MPa以上级别高等级性能，其性价比高。

技术领域

本发明涉及一种高强度钢材料、钢管及其制备方法，特别是涉及一种油管用钢、钢管及其制备方法，应用于高压共轨燃油系统的高压油管设备以及工程机械结构钢管设备技术领域。

背景技术

我国每年有超百万台的中重型发动机的需求，随着世界能源危机和环境污染的加重,为了节约能源、降低排放,新型发动机必须使用高压共轨系统。共轨技术具有显著的燃油经济性和低排放特性。在共轨燃油系统中，由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管,通过对公共供油管内的油压实现精确控制,使高压油管压力大小与发动机的转速无关,可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化，使发动机在所有转速范围内都能获得非常高的燃油压力,这种喷油系统的压力比传统柴油机的要高出3倍，最高能达到200MPa，而传统柴油机喷油压力在60-70Mpa，压力大，雾化好，燃烧充分，从而提高了动力性，最终达到省油的目的。

目前，欧洲各国普遍引用的ISO8535-2016《柴油发动机-高压燃油喷射管用钢管第一部分：冷拔无缝单壁钢管要求》标准中规定了6个强度等级的高压油管材料，其1-4强度等级的屈服强度分别为205、220、355、430MPa,对应国内牌号16Mn、16MnV等，参见表6，其制成的高压油管可适用于160MPa以下的工作压力。但5-6强度等级的屈服强度分别为670、770MPa,分别对应于180MPa、200MPa的喷油工作压力，这种高等级高压油管目前国外相关生产技术严格保密，无法获得有关资料，而国内尚无厂家具有成熟的生产方案。

专利CN201410210420.2公开了一种高压油管用热轧圆钢及其制造方法，其化学成分质量百分比(wt％)为：C:0.10-0.17％，Si:0.25-0.45％，Mn:1.30-1.60％，P≤0.020％，S≤0.010％，Cr:0.20-0.40％，V:0.05-0.10％，Al:0.025-0.050％，Cu:≤0.20％，Ni≤0.20％，其余为铁和残余的微量杂质，参见表6。该利文献没有公开无缝钢管的制造方法。

专利CN200810242971.1公开了一种工艺简单、生产成本低的高压油管的生产工艺，包括如下步骤：将所需使用的管坯料进行酸洗、磷化和润滑，然后进行冷拨，对冷拨得到的管料进行中间热处理，中间热处理的温度控制在760±20℃，直至冷拨后的管料符合所需的规格要求；最后对管料再进行920±10℃的正火处理得到所需的成品。使用本发明所述的生产方法。由于正火有效消除了冷拔工序产生的加工硬化效应，所得油管的屈服强度一般都小于400MPa，不能适用200MPa级共轨高压油管的对高强度的要求。

专利CN201510275354.1公开了一种高强度高压油管用钢、高压油管及其制造方法，参见表6，需要对管料进行多道次的冷加工变形，其中最后一个道次的冷加工延伸系数达1.6-2.1，变形过程中钢管容易开裂，严重降低产品的成材率；另外，要求最后一道次加热后水雾冷却以获得贝氏体组织，冷却速度为5-30℃/s，对设备精度的要求很高，冷速难于控制，一般生产厂家不具备生产条件。

专利201610054373.6公开了一种柴油机高压喷油管用钢、高压喷油管及其制造方法，可用于制造160MPa以上的高压喷油管，其化学成分要求过于严格，炼钢过程难以控制，生产过程不具备可操作性，并且其实施例不能满足ISO 8535关于5-6强度等级的要求，参见表6。