[发明专利]挂车车轴用方管、其制备方法及挂车车轴

说明书

本发明提供了一种挂车车轴用方管、其制备方法及挂车车轴。该方管的各化学元素成分重量百分比为：C 0.19～0.23、Si 0.20～0.37、Mn 1.55～1.68、V 0.04～0.07、Nb 0.03～0.05、Al 0.02～0.04、Ni 0.18～0.28、余量为Fe及不可避免的杂质。通过上述各元素的比例配合，使得所形成的方管具有高强高韧特性，能够满足挂车车轴的要求。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体而言，涉及一种挂车车轴用方管、其制备方法及挂车车轴。

背景技术

挂车车轴按成型方法，可分为“一体轴”和“三段轴”。“一体轴”以圆管为原料，经挤压收口和推方等工序成型。“三段轴”以方管(各侧壁并非绝对的平面而是曲率半径较大的曲面)为原材料，两端焊接锻造实心轴头。“三段轴”与“一体轴”相比，具有较大的技术优势，安全系数要高于“一体轴”。“三段轴”轴头为实心锻件，承载能力和使用寿命长；“三段轴”结构设计合理，空载时减少轮胎磨损，装载时轴头与轴身均水平，保证货物的平稳运输；“三段轴”主要适用于高端货车或特种货车。制造“三段式”挂车车轴轴身的方管要与车轴配件进行装配，必须要有良好的尺寸精度。挂车在行驶时需要承受较大的高频正弦波周期载荷，JT/T475-2002《挂车车轴》标准规定疲劳寿命不低于800000次，制造车轴的材料需要有良好强韧性。

目前，制造“三段式”挂车车轴轴身的方管均采用定型冷拔方式生产。定型冷拔工艺生产车轴用方管，毛管外面使用外模控制外径尺寸，里面使用异型芯模控制壁厚以及内径尺寸，成品热处理采用淬火，喷水冷却加回火工艺。冷拔方管是以热轧毛管为原料，经酸洗去除氧化皮后进行定型冷拔，酸洗磷化皂化等工序会严重污染环境。冷变形方管存在残余应力，其截面的自由扭转刚度较低，在受弯时容易出现扭转，受压时容易出现弯扭屈曲，抗扭性能较差。冷变形方式仅能生产小壁厚的方管，在转角处又没有加厚，承受局部性的集中荷载的能力弱。由于连续冷变形引起的冷作硬化使方管的强度、硬度上升、韧塑指标下降，因此冲击性能将恶化。

热轧工艺生产无缝方管，主要利用现有的热轧钢管生产线，在圆形断面热轧无缝钢管工序后，增加三辊或四辊定径机架直接成方。热轧工艺省去了酸洗磷化皂化冷拔等诸多加工工序，极大的减少环境污染，同时降低了生产成本，提高了生产效率。四辊方管定径机机架很难与现有通用的三辊圆管定径机机架通用，只能对四辊方管定径机机架进行改造，利用三辊圆管定径机三根传动轴之一进行传动，限制了定径机的功率输出，也只能生产小壁厚热轧方管。三辊方管定径机机架与三辊圆管定径机机架完全兼容，可充分发挥圆管定径机的变形能力，热轧方管规格覆盖范围广。但三辊方管定径机机架轧辊辊边交汇于方管孔型边长中部，轧制方管时变形区金属会从辊缝处流出，在方管边长中部会形成一个突出的棱边，不能满足车轴用方管高尺寸精度要求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种挂车车轴用方管、其制备方法及挂车车轴，以提供一种新型的高强高韧的挂车车轴。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种挂车车轴用方管，该方管的各化学元素成分重量百分比为：C 0.19～0.23、Si 0.20～0.37、Mn 1.55～1.68、V 0.04～0.07、Nb 0.03～0.05、Al 0.02～0.04、Ni 0.18～0.28、余量为Fe及不可避免的杂质。

进一步地，上述挂车车轴为三段轴，方管的轧制工艺为热轧。

根据本发明的另一个方面，提供了一种挂车车轴用方管的制备方法，该制备方法包括：对钢坯进行加热处理，得到热坯，钢坯的各化学元素成分重量百分比为：C 0.19～0.23、Si 0.20～0.37、Mn 1.55～1.68、V 0.04～0.07、Nb 0.03～0.05、Al 0.02～0.04、Ni0.18～0.28、余量为Fe及不可避免的杂质；对热坯依次进行热穿孔和轧制，得到荒管；对荒管进行定方，得到方管。