CN101033521A - 一种用于制造汽车刹车片的钢板及生产方法 - Google Patents

一种用于制造汽车刹车片的钢板及生产方法 Download PDF

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陈礼斌
齐长发
徐杰
尹绍江
贾建辉
刘宝喜
辛凤英
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Abstract

一种用于制造汽车刹车片的钢板及生产方法，属结构钢技术领域，用于解决提高汽车刹车片强度、硬度的问题。化学成分为：C：0.24～0.30％；Mn：0.50～0.95％；S≤0.018％；P≤0.025％；Si：0.17～0.35％；Als：0.010～0.030％；余量Fe。经冶炼、精炼、连铸、轧制、层流冷却控制、卷取而成。通过优化成分组合提供了制造汽车刹车片钢配方，严格控制有害元素S、P的含量，调整碳、锰、硅、酸溶铝的含量，并通过控制炼钢，精炼、连铸、轧制等生产工序中的工艺参数，使产品的各项力学性能指标到达要求标准。经检测，本发明汽车刹车片钢的各项指标优于16Mn，完全满足汽车制造厂家的要求。

Description

一种用于制造汽车刹车片的钢板及生产方法
技术领域
本发明型涉及一种高强度结构钢，特别是专用于汽车刹车片的钢板及制造方法，属结构钢技术领域。
背景技术
制造汽车刹车片所用的钢板是一种特殊用途的钢板，它对产品的要求除常用的力学性能指标如抗拉强度、屈服强度、伸长率等要达到规定标准外，对耐磨性和表面硬度还有额外更高的要求，以保证汽车在行驶过程中的安全。目前此钢种尚也无统一的牌号，汽车生产厂家对制造刹车片所选用的材料各异，大部分生产厂采用低合金高强度钢16Mn，但因16Mn钢的成分C含量较低(≤0.20％)，有害元素S、P含量高(≤0.035％)，所以其耐磨性和表面硬度不尽如人意，不能满足汽车工业迅速发展的需要。基于这样的现状有必要通过化学成分的优化和生产中各工序的工艺参数控制生产出一种专用于制造汽车刹车片的钢种，使其性能完全满足汽车刹车片的要求。
发明内容
本发明通过优化成分设计、改进生产中各工序的工艺参数而提供一种用于制造汽车刹车片的钢板及生产方法，利用该方法生产的钢板可满足汽车刹车片的各项力学性能指标。
本发明所称问题是以下技术方案解决的：
一种用于制造汽车刹车片的钢板，其特别之处是：所述化学成分配比如下：C：0.24～0.30％；Mn：0.50～0.95％；S≤0.018％；P≤0.025％；Si：0.17～0.35％；Als：0.010～0.030％；余量Fe。
上述用于制造汽车刹车片的钢板，抗拉强度为：585～625Mpa，延伸率为：23～28％。
上述用于制造汽车刹车片的钢板生产方法，它包括如下步骤：高炉炼铁、转炉炼钢、LF精炼、中等厚度板坯连铸、步进式加热炉加热、粗轧、热卷箱、精轧、层流冷却控制、卷取、成品，所述中等厚板坯连铸拉速为1.2--2.0m/min，出结晶器的铸坯厚度为180～150mm，连铸全过程采用惰性气体保护浇注，所述热卷箱步骤是在粗轧之后将轧板的头部和尾部进行置换。
上述用于制造汽车刹车片的钢板生产方法，它包括如下步骤：高炉炼铁、转炉炼钢、LF精炼、薄板坯连铸、隧道式加热炉加热、粗轧、精轧、层流冷却控制、卷取、成品，所述薄板坯连铸拉速为3.0--4.5m/min，出结晶器的铸坯厚度为90～70mm，宽850～1680mm，铸坯经过5～20mm的液芯压下，连铸全过程采用惰性气体保护浇注，所述粗轧为1-2架连轧，所述精轧为5-7架连轧。
本发明针对制造汽车刹车片无专用钢的现状，通过优化成分组合提供了制造汽车刹车片的高强度钢配方，该配方严格控制有害元素S、P的含量，调整锰、硅、酸溶铝的含量，提高碳含量，并通过控制炼钢，精炼、连铸、轧制等主要生产工序中的工艺参数，使产品的各项力学性能指标到达要求标准。经检测，按照本发明配方及方法生产的钢板用于制造汽车刹车片，各项指标优于16Mn，完全可以满足汽车制造厂家的要求，填补了汽车刹车片专用钢的空白。
具体实施方式
本发明所提供的制造汽车刹车片钢配方，采用提高碳、控制酸溶铝含量及严格控制有害元素的方法，其配方原理分析如下：C是钢中是主要的元素，在钢中以碳化物的形式存在，是决定钢强度的主要元素，是形成珠光体的主要物质，而珠光体在钢中的多少又决定了钢的强度，碳化物在钢中的形态和多少决定钢的硬度和强度，即随着C含量的增加钢的强度、硬度、耐磨性增加，而钢的塑性有一定下降。由于刹车片对塑性要求不是很高，主要是提高其强度、硬度、耐磨性，所以在该项技术措施中采用增C，其C的平均含量要高于16Mn。
控制钢中酸溶铝有两个好处。一是冶炼生产过程中采用铝脱氧(即铝镇静钢)，有利于钢水的纯洁度，减少夹杂物；二是铝在钢材中可以固氮，形成AlN，减小自由N对钢质的影响，提高强度和寿命。
严格控制有害元素硫、磷含量，可使钢的力学性能指标得到进一步提高。
检测表明本发明汽车刹车片钢抗拉强度平均比原来的16Mn钢提高65MPa，布氏硬度平均提高20-30之间。
本发明的生产方法如下：
工艺路线1：高炉炼铁、转炉炼钢、LF精炼、中等厚度板坯连铸、步进式加热炉加热、粗轧、热卷箱、精轧、层流冷却控制、卷取、成品。所述中等厚度板宽850～1650mm，厚150～180mm，所述热卷箱步骤是在粗轧之后将轧板的头部和尾部进行置换，其主要作用是做到温度的均匀性，从而保证产品的力学性能的稳定。
工艺路线2：高炉炼铁、转炉炼钢、LF精炼、薄板坯连铸(宽850～1680m，厚90～70mm)、隧道式加热炉加热、粗轧(1-2架连轧)、精轧(5-7架连轧)、层流冷却控制、卷取、成品。薄板坯和连铸连轧是该工艺的主要特征，其区别的主要内容有：薄板坯连铸的坯厚是70-90mm之间，而常规流程的板坯坯厚在250-300之间；薄板坯连铸的结晶器采用漏斗型结晶器，而常规流程的板坯采用平行板结晶器；薄板坯连铸连轧工艺与常规工艺比取消了γ→α和α→γ两个相变过程而直接轧制。薄板坯轧制虽然板坯总压缩比小，但变形速率却大于传统工艺，单道次变形量更大，而道次变形量越大，再结晶进行得就越快，再结晶晶粒尺寸就越小，这又是其有利的一面。
以下给出几个具体的实施例：
                                      化学成分(％)          力学性能
C Mn S P Si Als Fe   抗拉强度，Mpa   延伸率，A，％
  实施例1   0.27   0.63   0.008   0.017   0.26   0.026   余量   600   26.5
  实施例2   0.24   0.77   0.010   0.021   0.17   0.021   余量   585   27.5
  实施例3   0.30   0.65   0.009   0.021   0.20   0.024   余量   625   23.5
  实施例4   0.26   0.95   0.007   0.015   0.25   0.02   余量   610   24
  实施例5   0.26   0.62   0.013   0.015   0.35   0.02   余量   595   27.5
  实施例6   0.26   0.50   0.008   0.02   0.20   0.022   余量   590   27.5
  实施例7   0.27   0.63   0.006   0.019   0.25   0.030   余量   605   26.5
  实施例8   0.25   0.63   0.005   0.019   0.19   0.025   余量   605   25
  实施例9   0.26   0.6   0.006   0.025   0.20   0.021   余量   595   18.5
  实施例10   0.26   0.62   0.018   0.015   0.26   0.02   余量   600   25
  实施例12   0.28   0.61   0.009   0.014   0.26   0.015   余量   610   24.5
按照工艺路线1生产：高炉炼铁、转炉炼钢、LF精炼、中等厚度板坯连铸、步进式加热炉加热、粗轧、热卷箱、精轧、层流冷却控制、卷取、成品。
其中中等厚板坯连铸拉速为1.2--2.0m/min，出结晶器的铸坯厚度为180～150mm，连铸全过程采用惰性气体保护浇注，所述热卷箱步骤是在粗轧之后将轧板的头部和尾部进行置换。板坯的出炉温度：1150～1250℃；终轧温度：860～890℃；卷取温度：570～620℃；轧制中粗轧采用5道次往返轧制，轧制厚度到32-38mm时进入热卷箱；控冷工艺采用间断冷却或前段冷却方式，当时前段冷却方式时，尾部采用微调控制。
按照工艺路线2生产：高炉炼铁、转炉炼钢、LF精炼、薄板坯连铸、隧道式加热炉加热、粗轧、精轧、层流冷却控制、卷取、成品。其中薄板坯连铸拉速为3.0--4.5m/min，出结晶器的铸坯厚度为90～70mm，宽850～1680mm，铸坯经过5～20mm的液芯压下，连铸全过程采用惰性气体保护浇注，所述粗轧为1-2架连轧，所述精轧为5-7架连轧。板坯的入炉温度：900℃以上，板坯的出炉温度：1100～1150℃；终轧温度：860～890℃；卷取温度：580～630℃；控冷工艺前段冷却方式，尾部微调控制。

Claims (4)

1.一种用于制造汽车刹车片的钢板，其特征在于：所述化学成分配比如下：C：0.24～0.30％；Mn：0.50～0.95％；S≤0.018％；P≤0.025％；Si：0.17～0.35％；Als：0.010～0.030％；余量Fe。
2.根据权利要求1或2所述的用于制造汽车刹车片的钢板，其特征在于：抗拉强度为：585～625Mpa，延伸率为：23～28％。
3.根据权利要求1或2所述的用于制造汽车刹车片的钢板生产方法，它包括如下步骤：高炉炼铁、转炉炼钢、LF精炼、中等厚度板坯连铸、步进式加热炉加热、粗轧、热卷箱、精轧、层流冷却控制、卷取、成品，其特征在于，所述中等厚板坯连铸拉速为1.2--2.0m/min，出结晶器的铸坯厚度为180～150mm，连铸全过程采用惰性气体保护浇注，所述热卷箱步骤是在粗轧之后将轧板的头部和尾部进行置换。
4.根据权利要求1或2所述的用于制造汽车刹车片的钢板生产方法，它包括如下步骤：高炉炼铁、转炉炼钢、LF精炼、薄板坯连铸、隧道式加热炉加热、粗轧、精轧、层流冷却控制、卷取、成品，其特征在于，所述薄板坯连铸拉速为3.0--4.5m/min，出结晶器的铸坯厚度为90～70mm，宽850～1680mm，铸坯经过5～20mm的液芯压下，连铸全过程采用惰性气体保护浇注，所述粗轧为1-2架连轧，所述精轧为5-7架连轧。
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