CN108546813B - 一种高强度卡簧用热轧盘条及其生产方法 - Google Patents

一种高强度卡簧用热轧盘条及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高强度卡簧用热轧盘条及其生产方法，其化学组成按重量百分比由以下物质组成：C：0.70‑0.80％，Si：0.15‑0.25％，Mn：0.65‑0.75％，S≤0.010％，P≤0.015％，Mo：0.10‑0.30％，V：0.15‑0.25％，其余为Fe和杂质元素。与现有技术相比，本发明提供的用于制造高强度卡簧用热轧盘条及其生产方法，生产方法配合配方，根据不同产品尺寸设计不同的风冷工艺，能保证热轧盘条抗拉强度≥1020MPa、延伸率≥15％、面缩率≥35％；总脱碳层≤0.5％D(公称直径)、完全脱碳层为0mm。能够满足重要用途卡簧生产制作要求。

Description

一种高强度卡簧用热轧盘条及其生产方法
技术领域
本发明属于钢制备领域，具体涉及一种高强度卡簧用热轧盘条及其生产方法。
背景技术
传统轴承的安装需使用机器打造出挡肩、各种类型的螺纹紧固件、锁紧垫圈和其它笨重且昂贵的设备，大大增加了轴承组件的尺寸、重量和安装的复杂性。
固定轴承的卡簧是一个简单、高效、可靠的紧固件，它可确保轴承的轴向载荷。卡簧用于代替传统的轴承紧固件，有助于改进应用件的设计和性能，并可节省大量的材料和生产成本。
卡簧生产主要使用热轧板原料冲压成型，但材料收得率仍偏低。为提高金属收得率国内卡簧产品制造开始采用热轧盘条为原料，通过冷镦成型生产卡簧产品。名称为“一种C形卡簧制造方法以及实施该方法的专用设备”(申请号：201210144461.7；公开日：2012年05月11日)发明专利，该发明提供了一种C形卡簧制造方法以及实施该方法的专用设备。名称为“轧辊轴承座卡紧环及其安装方法”(申请号：201510968084.2；公开日：2015年12月18日)发明专利，该发明提供了一种轧辊轴承座卡紧环及其安装方法；上述发明专利没有涉及卡簧用热轧盘条的生产方法。
由于卡簧用于固定汽车、高铁等重要设备的轴承，且采用盘条冷镦成型工艺生产卡簧，所以对弹簧钢热轧盘条性能及生产工艺提出了高要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度卡簧用热轧盘条，设计其化学元素的配比，使热轧盘条抗拉强度≥1020MPa、延伸率≥15％、面缩率≥35％，满足重要用途卡簧生产制作要求的目标
本发明还提供了一种高强度卡簧用热轧盘条的生产方法，配合热轧盘条的配方进行生产，提高热轧盘条性能。
本发明具体技术方案如下：
本发明提供的一种高强度卡簧用热轧盘条，其化学组成按重量百分比由以下物质组成：C：0.70-0.80％，Si：0.15-0.25％，Mn：0.65-0.75％，S≤0.010％，P≤0.015％，Mo：0.10-0.30％，V：0.15-0.25％，其余为Fe和杂质元素。
进一步的，其化学组成按重量百分比由以下物质组成：C：0.72-0.78％，Si：0.15-0.25％，Mn：0.65-0.75％，S≤0.010％，P≤0.015％，Mo：0.10-0.25％，V：0.18-0.25％，其余为Fe和杂质元素。
更进一步的，其化学组成按重量百分比由以下物质组成：C：0.73-0.77％，Si：0.15-0.25％，Mn：0.68-0.72％，S≤0.008％，P≤0.010％，Mo：0.12-0.17％，V：0.18-0.22％，其余为Fe和杂质元素。
本发明提供的上述高强度卡簧用热轧盘条的生产方法，包括以下步骤：冶炼后精炼、连铸、开坯、钢坯表面清理、高速线材轧机控轧控冷轧制。
所述高速线材轧机控轧控冷轧制工艺为：钢坯加热温度1000～1050℃、开轧温度900～1000℃、终轧温度900～960℃、吐丝温度800～860℃，风冷线开启8-20台风机，风冷线辊道运行速度0.30～1.20m/s，保温罩盖全部打开以提高冷却速度。
经过开坯、钢坯表面清理，可改善钢坯的表面质量。上述高线控轧控冷工艺可减少盘条的脱碳层深度、使盘条获得优良的综合性能，满足重要用途卡簧生产制作要求。
优选的，上述高强度卡簧用热轧盘条的生产方法，包括以下步骤：电弧炉冶炼、LF炉精炼、真空脱气、圆坯连铸、开坯、钢坯表面机械扒皮、高速线材轧机控轧控冷轧制。
优选的生产方法为：生产φ20mm规格盘条，风冷线共开启15台风机，风冷线辊道运行速度0.40～0.80m/s。
生产φ16mm规格盘条风冷线共开启14台风机，风冷线辊道运行速度0.56～0.66m/s。
生产φ12mm规格盘条风冷线共开启12台风机，风冷线辊道运行速度0.68～0.97m/s。
生产φ8mm规格盘条风冷线共开启10台风机，风冷线辊道运行速度0.66～1.03m/s。
进一步优选的生产方法为：圆坯连铸时采用结晶器电磁搅拌、二冷区电磁搅拌、凝固末端电磁搅拌3段电磁搅拌。
本发明设计配方时，钢中加入适量的V在提高盘条强度的同时，可以分散网状渗碳体、细化晶粒从而改善高强度热轧盘条的冷加工性能，提高卡簧冷加工合格率。加入适量Mo提高了卡簧淬火+回火后的强度，Mo+V复合加入可显著改善卡簧疲劳寿命。
与现有技术相比，本发明提供的用于制造高强度卡簧用热轧盘条及其生产方法，生产方法配合配方，根据不同产品尺寸设计不同的风冷工艺，能保证热轧盘条抗拉强度≥1020MPa、延伸率≥15％、面缩率≥35％；总脱碳层≤0.5％D(公称直径)、完全脱碳层为0mm。能够满足重要用途卡簧生产制作要求。
具体实施方式
实施例1-10
一种高强度卡簧用热轧盘条，其化学组成按重量百分比由以下物质组成：见下表1。
表1本发明实施例1-10化学成分(％)
实施例 产品规格mm C Si Mn P S V Mo
1 Φ20 0.73 0.17 0.70 0.006 0.007 0.23 0.16
2 Φ20 0.78 0.20 0.74 0.008 0.005 0.24 0.28
3 Φ20 0.75 0.21 0.73 0.007 0.006 0.22 0.21
4 Φ16 0.77 0.19 0.70 0.007 0.007 0.22 0.16
5 Φ16 0.75 0.23 0.71 0.006 0.002 0.20 0.15
6 Φ12 0.76 0.20 0.69 0.006 0.006 0.20 0.14
7 Φ12 0.74 0.19 0.68 0.009 0.003 0.20 0.19
8 Φ12 0.71 0.16 0.67 0.007 0.005 0.16 0.18
9 Φ8 0.73 0.21 0.72 0.007 0.008 0.20 0.13
10 Φ8 0.72 0.18 0.66 0.009 0.006 0.18 0.12
上述高强度卡簧用热轧盘条的生产方法，如下：
电弧炉冶炼、LF炉精炼、真空脱气、圆坯连铸、开坯、钢坯表面机械扒皮精整、高速线材轧机控轧控冷轧制。其中，圆坯连铸采用结晶器电磁搅拌、二冷区电磁搅拌、凝固末端电磁搅拌3段电磁搅拌的工艺；高速线材轧机控轧控冷轧制工艺为：钢坯加热温度1000～1050℃、开轧温度900～950℃、终轧温度900～960℃、吐丝温度800～860℃；φ20mm规格风冷线共开启15台风机，风冷线辊道运行速度0.40～0.80m/s，保温罩盖全部打开。φ16mm规格风冷线共开启14台风机，风冷线辊道运行速度0.56～0.66m/s，保温罩盖全部打开。φ12mm规格风冷线共开启12台风机，风冷线辊道运行速度0.68～0.97m/s，保温罩盖全部打开.φ8mm规格风冷线共开启10台风机，风冷线辊道运行速度0.66～1.03m/s，保温罩盖全部打开。本发明实施例1-10加热、控轧温度见表2.本发明实施例1-10控冷工艺见表3
表2本发明实施例1-10加热、控轧温度
实施例 产品规格mm 加热温度(℃) 开轧温度(℃) 终轧温度(℃) 吐丝温度(℃)
1 Φ20 1020 920 910 850
2 Φ20 1015 915 920 850
3 Φ20 1020 920 915 855
4 Φ16 1020 920 920 840
5 Φ16 1025 925 920 835
6 Φ12 1030 930 930 820
7 Φ12 1030 930 915 820
8 Φ12 1035 935 920 825
9 Φ8 1030 930 940 815
10 Φ8 1040 940 935 810
表3本发明实施例1-10控冷工艺
Figure BDA0001594617350000051
上述生产的高强度卡簧用热轧盘条性能及脱碳层情况见表4。
表4本发明实施例性能及脱碳层情况
Figure BDA0001594617350000061
可见，实施例1-10生产的盘条均满足重要用途高强度卡簧生产制作要求。

Claims (8)

1.一种高强度卡簧用热轧盘条，其特征在于，所述高强度卡簧用热轧盘条其化学组成按重量百分比由以下物质组成：C：0.70-0.76％，Si：0.15-0.25％，Mn：0.65-0.75％，S≤0.010％，P≤0.015％，Mo：0.12-0.30％，V：0.15-0.25％，其余为Fe和杂质元素；
所述的高强度卡簧用热轧盘条的生产方法，包括以下步骤：冶炼后精炼、连铸、开坯、钢坯表面清理、高速线材轧机控轧控冷轧制；所述高速线材轧机控轧控冷轧制工艺为：钢坯加热温度1000～1050℃、开轧温度900～1000℃、终轧温度900～960℃、吐丝温度800～860℃，风冷线开启8-20台风机，风冷线辊道运行速度0.30～1.20m/s，保温罩盖全部打开以提高冷却速度。
2.根据权利要求1所述的高强度卡簧用热轧盘条，其特征在于，所述高强度卡簧用热轧盘条其化学组成按重量百分比由以下物质组成：C：0.72-0.76％，Si：0.15-0.25％，Mn：0.65-0.75％，S≤0.010％，P≤0.015％，Mo：0.12-0.25％，V：0.18-0.25％，其余为Fe和杂质元素。
3.根据权利要求1所述的高强度卡簧用热轧盘条，其特征在于，所述高强度卡簧用热轧盘条其化学组成按重量百分比由以下物质组成：C：0.73-0.76％，Si：0.15-0.25％，Mn：0.68-0.72％，S≤0.008％，P≤0.010％，Mo：0.12-0.17％，V：0.18-0.22％，其余为Fe和杂质元素。
4.根据权利要求1所述的高强度卡簧用热轧盘条，其特征在于，所述生产方法包括以下步骤：电弧炉冶炼、LF炉精炼、真空脱气、圆坯连铸、开坯、钢坯表面机械扒皮、高速线材轧机控轧控冷轧制。
5.根据权利要求1或4所述的高强度卡簧用热轧盘条，其特征在于，生产φ20mm规格盘条，风冷线共开启15台风机，风冷线辊道运行速度0.40～0.80m/s。
6.根据权利要求1或4所述的高强度卡簧用热轧盘条，其特征在于，生产φ16mm规格盘条风冷线共开启14台风机，风冷线辊道运行速度0.56～0.66m/s。
7.根据权利要求1或4所述的高强度卡簧用热轧盘条，其特征在于，生产φ12mm规格盘条风冷线共开启12台风机，风冷线辊道运行速度0.68～0.97m/s。
8.根据权利要求1或4所述的高强度卡簧用热轧盘条，其特征在于，生产φ8mm规格盘条风冷线共开启10台风机，风冷线辊道运行速度0.66～1.03m/s。
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