[发明专利]一种含硼60Si2Mn弹簧钢的热处理工艺

说明书

本发明公开了一种含硼60Si2Mn弹簧钢的热处理工艺，热处理工艺是先将钢锭加热至奥氏体转变温度以上，然后急冷并经过两道冷却工序冷却至室温；再对钢锭进行高温回火和水淬处理；最后进行中温回火处理，中温回火时将钢锭依次加热至两种不同的温度，在消除淬火过程形成的内应力的同时，可改变钢材内的微观结构，最终得到一种具有较高的强韧性、综合力学性能良好的弹簧钢。

技术领域

本发明属于钢材生产技术领域，具体涉及一种含硼60Si2Mn弹簧钢的热处理工艺。

背景技术

60Si2Mn弹簧钢是应用广泛的硅锰弹簧钢，其化学成分为：C 0.56％～0.6％，Si1.5％～2.0％，Mn 0.6％～0.9％，S≤0.035，密度为7.85g/cm³，适用于制作承受较大负荷的扁形弹簧或线径在30mm以下的螺旋弹簧，但是现有的60Si2Mn弹簧钢韧性不足，在使用过程中容易出现疲劳损伤的问题，严重影响组件的实用寿命。

汽车钢板弹簧是汽车悬架系统中重要的承载件，在汽车行驶过程中，汽车钢板弹簧要承受各种应力的作用，最主要的应力是反复弯曲应力，给钢板带来了疲劳损伤。由于工作条件恶劣，对汽车钢板弹簧用钢的力学性能有严格要求。

弹簧钢的力学性能主要取决于热处理工艺，目前在制簧过程中主要由两种热处理工艺，即重新加热淬火工艺和余热淬火工艺，采用这两种工艺虽然可以一定程度的提高弹簧钢的韧性，但是钢材的屈服强度并不能很好的得到改善，还是不能在恶劣的工作环境中使用。

B在钢中的用途很多，其可以提高刚的淬透性，并改善刚的加工硬化性。由于B对钢材的力学性能具有较好的提升作用，现被广泛的应用于特殊钢材的制备。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种含硼60Si2Mn弹簧钢的热处理工艺，以解决60Si2Mn弹簧钢韧性不足、屈服强度低的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种含硼60Si2Mn弹簧钢的热处理工艺，本发明中所用到的含硼60Si2Mn弹簧钢由国内某钢厂提供，60Si2Mn弹簧钢中硼的含量以质量百分比计为0.0005％～0.002％；本发明弹簧钢的热处理工艺包括以下步骤：

S1：将含硼60Si2Mn弹簧钢的钢锭回火加热到950～1000℃，然后快速冷却至800～850℃，再经第一冷却工序将钢锭冷却到450～480℃，随后经第二冷却工序将钢锭冷却至室温；其中，

第一冷却工序：先采用水冷液将钢锭冷却至590～630℃，然后以8～12℃/s的冷却速率风冷至450～480℃；

第二冷却工序：采用淬火液以15～20℃/s的冷却速率将钢锭冷却至室温；

S2：将经过S1处理的钢锭以5～10℃/s的加热速率加热至860～900℃，保温2～4h后水淬到120～150℃；

S3：以15～20℃/min的加热速率将经过S2处理后的钢锭依次加热至420～450℃和480～520℃，并分别保温2～3h，然后用水冷液将钢锭冷却至40～60℃，向水冷液中加入缓释防锈剂和抗氧化剂，水冷至室温，完成钢材的热处理。

热处理工艺可以做如下进一步改进：

进一步，S1中第一冷却工序先采用水冷液将钢锭冷却至600℃，然后以10℃/s的冷却速率风冷至470℃；第二冷却工序采用淬火液以18℃/s的冷却速率将钢锭冷却至室温。

进一步，S2中钢锭加热速率为8℃/s，钢锭终温度为880℃，保温时间为3h。

进一步，S3中以17℃/min的加热速率将钢锭依次加热至440℃和490℃，并分别保温2.5h。