[发明专利]一种弹簧扁钢材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种弹簧扁钢材料，其按质量百分比由以下化学成分组成：C 0.40～0.45％，Si 0.60～0.80％，Mn 0.80～0.90％，Cr 0.70‑0.90％，V 0.05‑0.25％，B 0.0008～0.0050％，Ti 0.05～0.10％，P≤0.030％，S≤0.030％，Cu≤0.25％，Ni≤0.20％，余量为Fe和不可避免的杂质元素；其制备方法包括冶炼、精炼、连铸、加热、轧制及热处理步骤，其中，回火温度为380℃～410℃，回火介质为水。通过合理的化学成份和热处理工艺的设计，本发明的弹簧扁钢具有高强度、高韧性和高淬透性，满足企业对高性能高品质弹簧的需求。

技术领域

本发明涉及弹簧扁钢生产领域，特别涉及一种高强度弹簧扁钢及其制备方法。

背景技术

弹簧扁钢主要用于汽车、拖拉机等减振部件，使用环境恶劣，所以对其强度、疲劳极限及冲击韧性要求较高。弹簧扁钢还是制作板簧的原材料，进一步提高其强度水平和综合优良的强韧性匹配是制作高强度板簧部件的关键。弹簧钢高强度化可加速推进汽车板簧部件的轻量化，进而推动汽车轻量化，促进节能减排。

目前国内弹簧扁钢材料强度级别主要为1350-1550MPa，主要为CrV系、CrMn系、SiMn系，此类材料普遍存在强度级别低，而且有的钢种还存在韧性差和淬透性差的缺点。根据GB/T1222-2016《弹簧钢》标准进行性能测试，现有弹簧扁钢材料的性能如下表：

考虑到目前弹簧钢的发展趋势是向着高性能型和轻量化的方向发展，而高性能型主要是指，在确保脱碳、硬度等指标下拥有高强度弹簧扁钢产品。

因此，在新钢种开发中，需要重视疲劳寿命、高强度、良好韧性和淬透性，实现弹簧钢的轻量化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种弹簧扁钢材料及其制备方法，通过化学成份和热处理工艺的设计，考虑合金元素、热处理工艺等对弹簧钢性能的影响，最大限度提高弹簧扁钢材料的强度、使用寿命、减轻弹簧重量，同时保证钢材具有良好的韧性和淬透性，满足企业对高性能高品质弹簧的需求。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种弹簧扁钢材料，按质量百分比由以下化学成分组成：C0.40～0.45％，Si0.60～0.80％，Mn0.80～0.90％，Cr0.70-0.90％，V0.05-0.25％，B0.0008～0.0050％，Ti0.05～0.10％，P≤0.030％，S≤0.030％，Cu≤0.25％，Ni≤0.20％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。

上述弹簧扁钢材料，作为一种优选实施方式，所述弹簧扁钢材料的抗拉强度≥1800MPa，屈服强度≥1600MPa，断后伸长率≥9％，面积收缩率≥35％，冲击吸收能量KU₂≥25J，淬透性J25mm≥56HRC。

本发明还提供了一种弹簧扁钢材料的制备方法，所述弹簧扁钢材料的化学成分如上所述，所述制备方法包括冶炼、精炼、连铸、加热、轧制以及热处理步骤，其中：

所述热处理步骤依次包括淬火处理和回火处理，其中，所述回火处理的回火温度为380℃～410℃(例如，380℃、385℃、390℃、395℃、400℃、405℃、410℃)，所述回火处理的回火介质为水。

上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述热处理步骤中，所述淬火处理的淬火温度为870～900℃(例如，870℃、875℃、880℃、885℃、890℃、895℃、900℃)，所述淬火处理的淬火介质为油。