CN107604254A - 一种高强度刹车轮鼓用400cl钢带及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度刹车轮鼓用400CL钢带及其生产方法，所述钢带化学成分组成及质量百分含量为：C：0.03‑0.06%，Si≤0.06%，Mn：0.6‑1.0%，P≤0.012%，S≤0.004%，Als：0.010‑0.050%，Nb：0.008‑0.025%，Ti：0.008‑0.025%，余量为Fe和不可避免的杂质；生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却、卷取工序；所述冷却工序采用层流冷却工艺。本发明钢带显微组织和力学性能各向异性得到极大改善，钢带长度方向头、中、尾、1/4和3/4五处横向、纵向和45°方向性能波动小；钢带通卷性能稳定，晶粒均匀、各向异性小，提高了刹车鼓旋压变形时的均匀性。

Description

一种高强度刹车轮鼓用400CL钢带及其生产方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种高强度刹车轮鼓用400CL钢带及其生产方法。

背景技术

刹车鼓是一种形状类似铃鼓的旋压的钢质外壳与通过离心铸造方式浇铸高温铁水的组合，它与轮胎固定并同速转动。刹车时运用油压推动刹车蹄片(Brake Shoes)接触刹车鼓内缘，藉由接触产生的磨擦力来抑制轮胎之转动以达成刹车之目的。近年来，为了提高刹车鼓的安全性能，防止刹车鼓开裂伤人，在刹车鼓外层增加了一个钢质外壳，内层则为铸铁，既要保证钢质外壳良好的旋压性能又要保证其比较高的强度和韧性。400CL带钢是高强度刹车鼓用量最大、用途最广的一个牌号之一，主要用于制造刹车鼓外壳。通常刹车鼓用带钢原料通过旋压制成刹车鼓外壳，主要生产工艺为：热轧原料钢卷开平→冲裁（或等离子切割）圆片→将圆片旋压成桶体→铁水离心铸造→切削加工→包装。成型过程中带钢受外力而产生变形的工序有：冲裁（等离子切割）圆片，旋压，收口等关键的工艺过程，在这三个变形工序过程中，经常会出现轮鼓外壳形状不良、开裂和难以旋压变形等现象，给刹车轮鼓制造企业带来了极大的损失；经分析，热轧钢带的化学成分、显微组织和力学性能各向异性是造成“开裂和难以旋压变形”的主要原因。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高强度刹车轮鼓用400CL钢带；本发明还提供一种高强度刹车轮鼓用400CL钢带的生产方法。采用该工艺生产的钢带产品通卷性能稳定，显微组织均匀、钢带各向异性能均匀、带状组织不明显，从而提高刹车轮鼓桶体形状均匀性，解决背景技术中的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种高强度刹车轮鼓用400CL钢带，所述钢带化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.03-0.06%，Si≤0.06%，Mn：0.6-1.0%，P≤0.012%，S≤0.004%，Als：0.010-0.050%，Nb：0.008-0.025%，Ti：0.008-0.025%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明所述钢带厚度为12～18mm。

本发明所述钢带屈服强度≥280MPa，抗拉强度≥400MPa，延伸率≥30%。

本发明还提供了一种高强度刹车轮鼓用400CL钢带的生产方法，所述方法包括连铸、加热、轧制、冷却、卷取工序；所述冷却工序采用层流冷却工艺。

本发明所述连铸工序，冶炼得到的纯净钢水，通过电磁搅拌、动态轻压下等技术，减少铸坯成分偏析、中心疏松，使夹杂物均匀分布，得到无缺陷的铸坯，铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.03-0.06%，Si≤0.06%，Mn：0.6-1.0%，P≤0.012%，S≤0.004%，Als：0.010-0.050%，Nb：0.008-0.025%，Ti：0.008-0.025%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明所述连铸工序，铸坯取样检验钢中的气体N≤43ppm、H≤1.7ppm、O≤18ppm。

本发明所述加热工序，铸坯加热到1180-1220℃，保温180-230min，保证铸坯温度均匀。

本发明所述轧制工序，粗轧最后道次轧制温度为1050-1080℃，精轧开轧温度为940-970℃，终轧温度840～860℃，避开982-1028℃再结晶温区，避免再结晶温区轧制带来的性能恶化。

本发明所述冷却工序，采用层流冷却工艺，根据钢带的化学成分和刹车鼓外壳成形要求，层流冷却速率控制在24-38℃/s。

本发明所述卷取工序，为保证钢带的性能，卷取温度为500-580℃。

本发明高强度刹车轮鼓用400CL钢带力学性能检测标准参考Q/HG047-2015。

本发明带钢屈服强度范围≥280MPa，最大差值小于35MPa，抗拉强度≥400MPa，最大差值小于40 MPa，延伸率范围，延伸率≥30%，最大差值小于7%。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明钢带显微组织和力学性能各向异性得到极大改善，钢带长度方向头、中、尾、1/4和3/4五处横向、纵向和45°方向性能波动小。2、本发明高强度刹车轮鼓用400CL钢带通卷性能稳定，晶粒均匀、各向异性小，大幅度提高了刹车鼓旋压变形时的均匀性。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

一种高强度刹车轮鼓用400CL钢带的生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却、卷取工序，具体工艺步骤如下所述：

（1）连铸工序：冶炼得到的纯净钢水，通过电磁搅拌、动态轻压下等技术，减少铸坯成分偏析、中心疏松，使夹杂物均匀分布，得到无缺陷的铸坯，铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.03-0.06%，Si≤0.06%，Mn：0.6-1.0%，P≤0.012%，S≤0.004%，Als：0.010-0.050%，Nb：0.008-0.025%，Ti：0.008-0.025%，余量为Fe和不可避免的杂质；

铸坯取样检验钢中的气体N≤43ppm、H≤1.7ppm、O≤18ppm；

（2）加热工序：铸坯加热到1180-1220℃，保温180-230min，保证铸坯温度均匀；

（3）轧制工序：粗轧最后道次轧制温度范围为1050-1080℃，精轧开轧温度范围为940-970℃，终轧温度840-860℃；

（4）冷却工序：采用层流冷却工艺，根据钢带的化学成分和刹车鼓外壳成形要求，层流冷却速率控制在24-38℃/s；

（5）卷取工序：为保证钢带的性能，卷取温度为500-580℃。

实施例1

本实施例高强度刹车轮鼓用400CL钢带厚度为12mm，其化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05%，Si：0.04%，Mn：0.86%，P：0.011%，S：0.003%，Als：0.028%，Nb：0.012%，Ti：0.012%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本实施例高强度刹车轮鼓用400CL钢带生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却、卷取工序，具体工艺步骤如下所述：

（1）连铸工序：冶炼得到的纯净钢水，通过电磁搅拌、动态轻压下等技术，减少铸坯成分偏析、中心疏松，使夹杂物均匀分布，得到无缺陷的铸坯，铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05%，Si：0.04%，Mn：0.86%，P：0.011%，S：0.003%，Als：0.028%，Nb：0.012%，Ti：0.012%，余量为Fe和不可避免的杂质；

铸坯取样检验钢中的气体：N：23ppm、H：0.7ppm、O：8ppm；

（2）加热工序：铸坯加热到1190℃，保温210min，保证铸坯温度均匀；

（3）轧制工序：粗轧最后道次轧制温度为1060℃，精轧开轧温度为955℃，终轧温度为840℃，厚度为12mm；

（4）冷却工序：采用层流冷却工艺，根据钢带的化学成分和刹车鼓外壳成形要求，层流冷却速率控制在28℃/s；

（5）卷取工序：为保证钢带的性能，卷取温度为530℃。

获得的高强度刹车轮鼓用400CL钢带卷取温度经过测量后，在精轧出口钢卷头中尾宽度方向温差控制为12℃，长度方向温差控制为26℃，从而保证钢带性能稳定。

性能检测指标如下：

①带钢头部6-10m：屈服强度范围是294.2-315.2MPa，最大差值为21.0MPa，抗拉强度范围是413.5-436.4MPa，最大差值为22.9MPa，延伸率范围是35.7-38.3%，最大差值为2.6%。②带钢中间位置：屈服强度范围是306.5-319.4MPa，最大差值为12.9MPa，抗拉强度范围是420.5-432.9MPa，最大差值为12.4MPa，延伸率范围是36.1-37.9%，最大差值为1.8%。③带钢尾部6-10m：屈服强度范围是309.6-315.3MPa，最大差值为5.7MPa，抗拉强度范围是421.5-434.6MPa，最大差值为13.1MPa，延伸率范围是34.7-36.6%，最大差值为1.9%。

实施例2

本实施例高强度刹车轮鼓用400CL钢带厚度为14.6mm，其化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.04%，Si：0.03%，Mn：0.94%，P：0.010%，S：0.002%，Als：0.025%，Nb：0.011%，Ti：0.010%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本实施例高强度刹车轮鼓用400CL钢带生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却、卷取工序，具体工艺步骤如下所述：

（1）连铸工序：冶炼得到的纯净钢水，通过电磁搅拌、动态轻压下等技术，减少铸坯成分偏析、中心疏松，使夹杂物均匀分布，得到无缺陷的铸坯，铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.04%，Si：0.03%，Mn：0.94%，P：0.010%，S：0.002%，Als：0.025%，Nb：0.011%，Ti：0.010%，余量为Fe和不可避免的杂质；

铸坯取样检验钢中的气体：N：25ppm、H：1.0ppm、O：18ppm；

（2）加热工序：铸坯加热到1200℃，保温200min，保证铸坯温度均匀；

（3）轧制工序：粗轧最后道次轧制温度为1060℃，精轧开轧温度为965℃，终轧温度为850℃，厚度为14.6mm；

（4）冷却工序：采用层流冷却工艺，根据钢带的化学成分和刹车鼓外壳成形要求，层流冷却速率控制在32℃/s；

（5）卷取工序：为保证钢带的性能，卷取温度为540℃。

获得的高强度刹车轮鼓用400CL钢带卷取温度经过测量后，在精轧出口钢卷头中尾宽度方向温差控制为10℃，长度方向温差控制为25℃，从而保证了钢带性能稳定。

性能检测指标如下：

①钢带头部6-10m：屈服强度范围是319.2-327.4MPa，最大差值为8.2MPa，抗拉强度范围是426.3-435.2MPa，最大差值为8.9MPa，延伸率范围是34.2-36.6%，最大差值为2.4%。②钢带中间位置：屈服强度范围是317.5-326.3MPa，最大差值为8.8MPa，抗拉强度范围是417.7-431.3MPa，最大差值为13.6MPa，延伸率范围是33.1-37.7%，最大差值为4.6%。③钢带尾部6-10m：屈服强度范围是309.6-320.7MPa，最大差值为11.1MPa，抗拉强度范围是427.3-436.2MPa，最大差值为8.9MPa，延伸率范围是33.4-35.5%，最大差值为2.1%。

实施例3

本实施例高强度刹车轮鼓用400CL钢带厚度为18mm，其化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.03%，Si：0.06%，Mn：0.95%，P：0.012%，S：0.004%，Als：0.010%，Nb：0.008%，Ti：0.025%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本实施例高强度刹车轮鼓用400CL钢带生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却、卷取工序，具体工艺步骤如下所述：

（1）连铸工序：冶炼得到的纯净钢水，通过电磁搅拌、动态轻压下等技术，减少铸坯成分偏析、中心疏松，使夹杂物均匀分布，得到无缺陷的铸坯，铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.03%，Si：0.06%，Mn：0.96%，P：0.012%，S：0.004%，Als：0.010%，Nb：0.008%，Ti：0.025%，余量为Fe和不可避免的杂质；

铸坯取样检验钢中的气体：N：43ppm、H：1.5ppm、O：10ppm；

（2）加热工序：铸坯加热到1180℃，保温180min，保证铸坯温度均匀；

（3）轧制工序：粗轧最后道次轧制温度为1050℃，精轧开轧温度为940℃，终轧温度为850℃，厚度为18mm；

（4）冷却工序：采用层流冷却工艺，根据钢带的化学成分和刹车鼓外壳成形要求，层流冷却速率控制在24℃/s；

（5）卷取工序：为保证钢带的性能，卷取温度为500℃。

获得的高强度刹车轮鼓用400CL钢带卷取温度经过测量后，在精轧出口钢卷头中尾宽度方向温差控制为25℃，长度方向温差控制为35℃，从而保证钢带性能稳定。

性能检测指标如下：

①钢头部6-10m：屈服强度范围是295.7～325.3MPa，最大差值为29.6MPa，抗拉强度范围是400.9～435.4MPa，最大差值为34.5MPa，延伸率范围是34.6～39.3%，最大差值为4.7%。②带钢中间位置：屈服强度范围是298～330MPa，最大差值为32MPa，抗拉强度范围是410.6～438.1MPa，最大差值为27.5MPa，延伸率范围是34.5～39.5%，最大差值为5%。③带钢尾部6-10m：屈服强度范围是292.4～309.2MPa，最大差值为16.8MPa，抗拉强度范围是412.9～439.5MPa，最大差值为26.6MPa，延伸率范围是33～39.5%，最大差值为6.5%。

实施例4

本实施例高强度刹车轮鼓用400CL钢带厚度为16.2mm，其化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.06%，Si：0.03%，Mn：1.1%，P：0.007%，S：0.002%，Als：0.050%，Nb：0.025%，Ti：0.008%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本实施例高强度刹车轮鼓用400CL钢带生产方法包括连铸、加热、轧制、冷却、卷取工序，具体工艺步骤如下所述：

（1）连铸工序：冶炼得到的纯净钢水，通过电磁搅拌、动态轻压下等技术，减少铸坯成分偏析、中心疏松，使夹杂物均匀分布，得到无缺陷的铸坯，铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.06%，Si：0.03%，Mn：1.0%，P：0.007%，S：0.002%，Als：0.050%，Nb：0.025%，Ti：0.008%，余量为Fe和不可避免的杂质；

铸坯取样检验钢中的气体：N：30ppm、H：1.7ppm、O：12ppm；

（2）加热工序：铸坯加热到1220℃，保温230min，保证铸坯温度均匀；

（3）轧制工序：粗轧最后道次轧制温度为1080℃，精轧开轧温度为970℃，终轧温度为860℃，厚度为16.2mm；

（4）冷却工序：采用层流冷却工艺，根据钢带的化学成分和刹车鼓外壳成形要求，层流冷却速率控制在38℃/s；

（5）卷取工序：为保证钢带的性能，卷取温度为580℃。

获得的高强度刹车轮鼓用400CL钢带卷取温度经过测量后，在精轧出口钢卷头中尾宽度方向温差控制为22℃，长度方向温差控制为29℃，从而保证钢带性能稳定。

性能检测指标如下：

①钢头部6-10m：屈服强度范围是289.9～310.4MPa，最大差值为20.5MPa，抗拉强度范围是409.6～428.3MPa，最大差值为18.7MPa，延伸率范围是33.1～39.2%，最大差值为6.1%。②带钢中间位置：屈服强度范围是293.7～316.5MPa，最大差值为22.8MPa，抗拉强度范围是412.7～438.5MPa，最大差值为25.8MPa，延伸率范围是33.3～39.4%，最大差值为6.1%。③带钢尾部6-10m：屈服强度范围是291.5～319.2MPa，最大差值为27.7MPa，抗拉强度范围是417.6～445MPa，最大差值为27.4MPa，延伸率范围是33.2～39.5%，最大差值为6.3%。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种高强度刹车轮鼓用400CL钢带，其特征在于，所述钢带化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.03-0.06%，Si≤0.06%，Mn：0.6-1.0%，P≤0.012%，S≤0.004%，Als：0.010-0.050%，Nb：0.008-0.025%，Ti：0.008-0.025%，余量为Fe和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的一种高强度刹车轮鼓用400CL钢带，其特征在于，所述钢带厚度为12～18mm。

3.根据权利要求1所述的一种高强度刹车轮鼓用400CL钢带，其特征在于，所述钢带屈服强度≥280MPa，抗拉强度≥400MPa，延伸率≥30%。

4.基于权利要求1-3任意一项所述的一种高强度刹车轮鼓用400CL钢带的生产方法，其特征在于，所述方法包括连铸、加热、轧制、冷却、卷取工序；所述冷却工序采用层流冷却工艺。

5.根据权利要求4所述的一种高强度刹车轮鼓用400CL钢带的生产方法，其特征在于，所述连铸工序，铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.03-0.06%，Si≤0.06%，Mn：0.6-1.0%，P≤0.012%，S≤0.004%，Als：0.010-0.050%，Nb：0.008-0.025%，Ti：0.008-0.025%，余量为Fe和不可避免的杂质。

6.根据权利要求4所述的一种高强度刹车轮鼓用400CL钢带的生产方法，其特征在于，所述连铸工序，铸坯取样检验钢中的气体N≤43ppm、H≤1.7ppm、O≤18ppm。

7.根据权利要求4-6任意一项所述的一种高强度刹车轮鼓用400CL钢带的生产方法，其特征在于，所述加热工序，铸坯加热到1180-1220℃，保温180-230 min。

8.根据权利要求4-6任意一项所述的一种高强度刹车轮鼓用400CL钢带的生产方法，其特征在于，所述轧制工序，粗轧最后道次轧制温度为1050-1080℃，精轧开轧温度为940-970℃，终轧温度为840～860℃。

9.根据权利要求4-6任意一项所述的一种高强度刹车轮鼓用400CL钢带的生产方法，其特征在于，所述冷却工序，采用层流冷却工艺，根据钢带的化学成分和刹车鼓外壳成形要求，层流冷却速率控制在24-38℃/s。

10.根据权利要求4-6任意一项所述的一种高强度刹车轮鼓用400CL钢带的生产方法，其特征在于，所述卷取工序，为保证钢带的性能，卷取温度为500-580℃。