[发明专利]一种汽车用冷轧膜片弹簧钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及弹簧用钢，具体属于汽车膜片弹簧用冷轧钢及其生产方法。

背景技术

在本发明提出之前，涉及合金结构钢制造领域的同类技术产品较多，但针对汽车膜片弹簧钢，特别是冷轧汽车膜片弹簧钢方面的较少。经初步检索，如中国专利“汽车保险带弹簧片用钢带及其生产方法”专利申请号CN200510110463.4的专利文献，所涉及钢具有下列成分及质量百分比C≤0.15%，Si≤1.00%，Mn≤2.00%，Cr：16.00~17.00%， Ni：6.00~8.00%，P≤0.045%，S≤0.030%，其余为Fe和不可避免的杂质。该冷轧钢带与本发明相比，在化学成分上添加了较多的Cr和Ni，Si、Mn含量较高，C含量偏低，属于不锈钢类型钢种。虽然该钢有比较好的冷轧加工、综合力学性能和耐蚀性，但生产成本过高，不合适大批量生产使用。

澳大利亚专利文献AU19910078373“一种机动车离合器膜片弹簧用低合金冷轧钢”，该文献存在的不足是：轧制时轧机负荷较大，同时采用板坯→热处理→冷轧，属于单张轧制生产，保证了钢板压下率和综合力学性能，但板形控制难度增加，且生产效率低。日本专利文献JP19880302173“高强度热处理弹簧钢带及其生产方法”，存在的不足是：在化学成分上C、Si上限值较高，加入了Ni、Cr、Mo、V和Nb合金中的一种以上，同时还需要进行渗碳提高强度，生产成本偏高，且对生产设备要求较高，后期加工难度也较大。

在汽车离合器总成中，膜片弹簧对汽车离合器总成中的性能和使用寿命有很大影响。目前，受冶金设备能力水平和后期加工水平所限，国内汽车膜片弹簧钢均采用“热轧→退火→加工→热处理”的工艺路线，通过退火处理降低钢的强度后再进行加工和热处理，但其产品综合力学性能和使用寿命达不到高档汽车离合器用钢的要求。因此，为了进一步提高汽车膜片弹簧弹力、冷热加工性能、使用寿命，并减少钢板性能波动，可对钢卷进行冷轧后再进行加工生产。该系列工序对钢卷性能要求高，工艺繁琐，国内已有钢种不能完全满足设计要求，为此提出本发明。

发明内容

本发明针的目的在于解决在热轧中易出现的轧制断裂、铸坯内部易产生裂纹，影响产品质量的问题，从而提供一种所生产的膜片弹簧弹性极限高、屈服极限高、抗疲劳极限性能高和使用寿命较长的汽车用冷轧膜片弹簧钢及其生产方法。

实现上述目的的措施：

一种汽车用冷轧膜片弹簧钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.40~0.65，Si：0.15~0.35，Mn：0.60~1.00，P≤0.010，S≤0.007，Alt≤0.040，Ni：0.20~0.50，Cr：0.80~1.20，V：0.27~0.55，N≤0.005，余量为Fe及不可避免的夹杂；控制金相组织为回火索氏体。

生产一种汽车用冷轧膜片弹簧钢的方法，其步骤：

1）进行铁水脱硫；

2）进行转炉冶炼；

3）在LF炉中进行精炼；

4）在RH真空炉中进行处理，控制真空处理时间不少于18分钟；

5）连铸成坯：在连铸过程中进行电磁搅拌；

6）在保温罩内对铸坯进行温度分段保温：大于650℃时冷却速度不大于50℃/小时，在250～650℃范围内冷却速度范围200~300℃/小时，低于250℃时打开保温罩进行空冷；

7）铸坯加热，加热温度控制为1200～1300℃，加热速率控制为6～12分钟/厘米；

8）进行分段轧制：控制粗轧开轧温度在1080～1180℃，控制精轧终轧温度在800～900℃；

9）进行卷取，控制卷取温度在650～750℃；

10）进行缓冷，冷却速度控制在不超过40℃/小时下冷却至不超过200℃；

11）进行切割；

12）进行第一次退火，退火温度为700～840℃，退火时间：（6+0.5Q）×50分钟/吨钢,

  式中，Q表示装入的钢板总重量，单位为吨；

13）进行第一次冷轧，其压下率控制在15～25%；

14）进行第二次退火，退火温度为500～600℃，退火时间：（6+0.5Q）×15分钟/吨钢,

  式中，Q表示装入的钢板总重量，单位为吨；

15）进行第二次冷轧，其压下率控制在10～20%；

16）加工成型；

17）进行淬火，控制淬火温度在820～900℃，淬火时间为板厚（毫米）另外加30分钟；