[发明专利]一种汽车尾门弹簧钢丝及其制备方法

说明书

本发明一种汽车尾门弹簧钢丝及其制备方法。所述弹簧钢丝，按重量百分比计，组成如下：C 0.60％‑0.70％、Si 1.40％‑1.60％、Mn 0.40％‑0.70％、Cr 0.40％‑0.70％、V 0.10％‑0.20％，余量为Fe。所述制备方法为：配取各原料，熔炼，连铸将连铸坯预热轧制获得热轧盘条，将热轧盘条进行表面喷丸处理，自然时效，然后进行剥皮处理，将剥皮处理的盘条进行退火处理，然后退火处理后的盘条进行磷化处理，拉拔获得钢丝，将钢丝油淬火处理、回火处理，即得弹簧钢丝。本发明在成分与工艺的协同下提升了钢材的强度、疲劳极限及抗冲击载荷的能力，获得具有高强度高韧性高寿命且便于加工的尾门弹簧钢丝。

技术领域

本发明涉及弹簧钢丝冶金加工技术领域。具体涉及一种汽车尾门弹簧钢丝及其制备方法。

背景技术

随着汽车工业的快速发展促进了高强度、高弹性的高档弹簧钢产品的需求不断增加，且其使用环境及工作环境也更加复杂。因此，高档弹簧钢产品的合金材料的成分及性能的优劣关系到使用环境的整体安全性、动力性及可靠性。基于减重，空间设计和成本等方面考虑，汽车电动尾门撑杆直径从最初的50mm减少到目前的32mm；这使得弹簧的直径和利用率也逐步提高，有限空间与弹簧利用率之间的矛盾，只能通过提高弹簧材料强度予以解决。但常规弹簧钢生产工艺，材料抗拉强度提高后，必然导致材料韧性下降，不利于弹簧加工和寿命管控。因此，根据DIN EN 10265标准，65SiCrV FD级别建议使用强度为1970-2050Mpa，无法达到电动尾门弹簧材料使用要求。

为了实现弹簧材料强度提高，但又不能降低材料韧性目的，需要从控制材料表面缺陷，材料微观组织结构和残余应力三个方面着手。一方面，通过控制盘条表面质量，通过剥皮工艺尽量减少来料组织缺陷影响，同时采用自然时效+高温退火，以及磷化工艺确保生产过程中不产生表面缺陷；另外一方面，采用双脱氧方式控制材料夹杂物组织形态，通过合理控制淬火加热时间与回火时间，让奥氏体原始晶粒细化的同时完成回火，从而获得较高韧性；另外，为确保零件在短时间完成回火，实现应力释放，选择合适的回火方式将非常关键。迄今为止，汽车电动尾门弹簧由于在保证可加工性和韧性的前提下，强度只能控制在2000Mpa以下。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高性能高质量的汽车尾门弹簧钢丝的制造方法，对于弹簧钢的冶炼、热加工、拉丝等的整个制造工艺、热处理及探伤工艺进行整合与优化，来达到提升钢材的强度、疲劳极限及抗冲击载荷的能力，同时改善产品表面质量和通条性能均匀性，在保证产品高强度和成分均匀性的同时，获得具有优异塑性和高表面质量的尾门弹簧钢丝。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明一种高性能高质量的汽车尾门弹簧钢丝，按重量百分比计，组成如下：C0.60％-0.70％、Si 1.40％-1.60％、Mn 0.40％-0.70％、Cr 0.40％-0.70％、V 0.10％-0.20％、P≤0.10％、S≤0.10％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。

本发明的汽车尾门弹簧钢丝，加入较高含量的Si元素，一方面可以提升汽车尾门弹簧钢丝的强度外，另一方面有利于使剥皮工序中易于剥皮，另外通过加入适量的V元素细化晶粒，提高抗软化温度和性能，并加入适量的Cr元素，进一步细化晶粒，同时显著提高钢的淬透性，再与其它成份的协同下，使得弹簧钢丝不仅具备高强度性能，同时具有优异的塑性以承受冲击载荷，满足使用的稳定性与高疲劳寿命的要求。

本发明一种高性能高质量的汽车尾门弹簧钢丝的制备方法，按设计比例配取各原料，熔炼，连铸获得连铸坯，将连铸坯预热后经过孔型轧制获得热轧盘条，将热轧盘条进行表面喷丸处理，自然时效，然后进行剥皮处理，将剥皮处理的盘条进行退火处理，然后退火处理后的盘条通过磷化槽，进行磷化处理，再进行连续减径拉拔获得钢丝，将钢丝加热后进行油淬火处理、再进行回火处理，即得弹簧钢丝。