[发明专利]煤矿液压支架专用高强韧钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于属于金属材料技术领域，尤其涉及一种煤矿液压支架专用的高强韧钢板及其制造方法。

背景技术

随着煤矿产量及综采的机械化程度越来越高，所需要的液压支架的数量及高度也越来越大。目前，国内外现代化矿井高产高效工作面液压支架的发展趋势是高工作阻力、高可靠性的高端液压支架。为了有效减轻液压支架的自重便于井下移动，减少能源消耗，提高生产效率，大幅度地提高其承载能力以保证安全生产，对制作液压支架的钢板的强度要求也越来越高。以往在普通支架设计中主要选用抗拉强度350MPa的16Mn钢板，近年来随着科学技术的发展，与16Mn钢板价格接近的屈服强度460MPa的钢板成为支架主体，支架的某些关键部位采用抗拉强度700MPa的Q550高强度钢板，约占20％～30％。目前，高端液压支架所用板材的强度等级更高，工作阻力在6000～8000kN的支架，选用抗拉强度700MPa的Q550高强度钢板为主体，当工作阻力大于8000kN的支架，选用抗拉强度800MPa的Q690高强度钢板为主体，可保证支架性能良好，性价比高。大采高电液控制液压支架，高度为4.5m和5.5m支架的结构件主要采用抗拉强度700～800MPa高强度钢板。液压支架的性能和造价与支架选用板材强度等级和钢板成本有很大关系。

武汉钢铁公司申请的申请号为200610019667.1的专利公开了一种具有优良耐蚀性和抗疲劳性的超高强度钢及其制造方法。其组份按重量百分数计为C0.05～0.12、Si0.05～0.50、Mn1.10～1.70、P≤0.015、S≤0.010、Nb0.025～0.070、V0.005～0.080、Mo0.20～0.50、Ni0.30～0.80、Ti0.005～0.025、Cu0.25～0.80、B0.0005～0.0020、Cr0.10～0.70，余量为Fe及不可避免的夹杂，尤其适于作为制造煤矿用液压支架和起重设备的超高强度用钢。其不足之处是：为了提高钢材的强度，成分设计中同时加入较高含量的贵重合金元素Ni、Mo、V和较高的Cu含量，大大提高了钢的生产成本。其实施例钢板的最大厚度为57mm。

宝钢申请的申请号为200610025127.4和200510029246.2的专利提供了可以用于制造煤矿液压支架的高强度钢板。800MPa级高韧性低屈服比厚钢板，其成分质量百分比为：C0.05～0.09，Si0.35～0.55，Mn1.50～1.90，Ni0.30～0.70，Nb0.04～0.08，Al0.02～0.04，Ti0.01～0.04，余Fe和不可避免杂质。700MPa级高韧性低屈服比厚钢板，其成分质量百分比为：C0.03～0.06，Si0.35～0.55，Mn1.00～1.55，Ni0.50～0.70，Nb0.02～0.06，Al0.02～0.04，Ti0.01～0.04，V0.04～0.07，Cu0.50～0.70、余Fe和不可避免杂质。其制造方法为：铸坯加热至1180～1220℃，轧制开轧温度为1050～1100℃，轧件厚度到达成品钢板厚度的2～3倍时，在辊道上待温至920～960℃，随后进行第二阶段轧制，道次变形量5～15mm，道次变形率10～25％，终轧温度820～880℃。轧制结束，空冷60～120秒钟，然后加速冷却，以10～20℃/秒速度冷却至460～600℃，钢板出水后空冷。其实施例钢板的最大厚度达到40mm。但是，在这两个级别钢中加入了贵重元素Ni和较高的Cu含量(700MPa级)，导致钢种成本明显增加。

申请号为200310105914.6的专利公开了勿需调质处理其抗拉强度即能达到560MPa以上的中厚板，并且具有良好的塑韧性，用于制造液压支架或汽车吊臂。但是其碳含量C0.10-0.15％，焊接性能差，同时属于高强度钢中的较低者，屈服强度难以达到500MPa以上。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种屈服强度≥500N/mm²～1000N/mm²，厚度可达到100mm的煤矿液压支架专用高强韧钢板及其制造方法。