[发明专利]2100MPa级弹簧钢丝及其生产方法

说明书

本发明揭示了一种2100MPa级弹簧钢丝及生产方法。钢丝化学成分：C 0.53~0.57%，Si 1.61~1.81%，Mn 0.7~0.8%，Cr 0.81~0.91%，V 0.11~0.19%，Nb 0.02~0.04%，Ni 0.01~0.09%，Mo 0.01~0.10%，O≤0.002%，N≤0.003%，Al≤0.002%，Ti≤0.001%，Sn≤0.005%，S≤0.01%，P≤0.01%，H≤0.0002%，余量Fe及杂质，{[V]+[Nb]}/{[C]+[N]}=0.23~0.4。可制备2100MPa级弹簧钢丝，断面收缩率≥48%，可满足大载荷汽车悬架系统的服役要求。

技术领域

本发明属于钢材生产技术领域，涉及一种2000MPa级弹簧钢丝的生产方法，还涉及一种2100MPa级弹簧钢丝。

背景技术

弹簧作为安全性承载部件，被广泛应用于汽车、机械、铁路等领域，其在服役过程中常常承担高周交变载荷。在节能减排、绿色发展的大背景下，新能源汽车进入快速发展阶段，电动汽车的市场占有率不断提高；与传统燃油车相比，电动汽车的重量大幅提高，因而对悬架系统的承载能力提出了更高要求，因此需要开发具有更高强度、塑性更好的弹簧，以满足其在电动汽车悬架系统中的服役要求。

目前国内的汽车悬架弹簧的主流产品是抗拉强度为1900 MPa 和 2000MPa 级弹簧，无法满足重量更大的电动汽车的悬架系统的服役要求。然而，现有的生产技术在提高弹簧的抗拉强度同时会导致其塑性下降，无法满足大载荷下的服役要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种2100MPa级弹簧钢丝及其生产方法，还涉及一种2100MPa级弹簧钢丝。

为实现上述发明目的，一实施方式提供了一种2100MPa级弹簧钢丝的生产方法，其特征在于，所述弹簧钢丝的化学成分以质量百分比计为：C 0.53~0.57%，Si 1.61~1.81%，Mn0.7~0.8%，Cr 0.81~0.91%，V 0.11~0.19%，Nb 0.02~0.04%，Ni 0.01~0.09%，Mo 0.01~0.10%，O≤0.002%，N≤0.003%，Al≤0.002%，Ti≤0.001%，Sn≤0.005%，S≤0.01%，P≤0.01%，H≤0.0002%，余量为Fe及不可避免的杂质，其中，{[V]+[Nb]}/{[C]+[N]}=0.23~0.4；所述生产方法包括依次进行的铁水预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、真空精炼、大方坯连铸、开坯、修磨、高线轧制、控制冷却、酸洗、拉拔和热处理工序；其中：

所述LF精炼工序中，精炼渣碱度为1.3~1.6；

所述大方坯连铸工序中，采用电磁末端搅拌和连铸大压下，总压下量为13~19mm；

所述修磨工序中，对开坯工序所得的小方坯表面进行修磨，修磨后的小方坯的表面粗糙度Ra≤0.1μm；

所述高线轧制工序中，将小方坯轧制成盘条，开轧温度为950~1050℃，吐丝温度为850~900℃；

所述控制冷却工序中，珠光体相变前的冷速为2.1~3.0℃/s，珠光体相变开始温度为650~750℃，珠光体相变阶段的冷速≤1℃/s，控制珠光体片层间距≤170nm；

所述热处理工序中，在配置有在线感应加热的生产线上对拉拔工序所得钢丝先后进行淬火和回火，淬火温度为Ar3+20℃~Ar3+50℃，其中，Ar3为所述钢丝的奥氏体化温度，回火温度为395~415℃。

优选地，所述铁水预脱硫工序中，铁水进行脱硫至铁水中S≤0.002%；

所述转炉冶炼工序中，将由废钢和预脱硫后的铁水组成的冶炼原料在转炉中进行冶炼，铁水占所述冶炼原料的重量百分比≥85％；

所述LF精炼工序中，采用低铝低钛合金对钢液进行合金化处理；

所述真空精炼工序中，在精炼炉进行真空处理后，对钢液进行软搅拌，软搅拌的时间≥30min。