CN109055676A - 一种汽车飞轮盘冷轧优质碳素钢s50c热处理工艺 - Google Patents

一种汽车飞轮盘冷轧优质碳素钢s50c热处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及了一种汽车飞轮盘冷轧优质碳素钢S50C热处理工艺，材料经2道冷轧工艺，达到特定的压缩比18.9％，然后进行退火热处理，控制加热段的温度，控制冷却温度和速度，即可得到符合参数的钢带。本发明的一种汽车飞轮盘冷轧优质碳素钢S50C热处理工艺，得到的较低屈强比和相对较高屈服强度的优质碳素冷轧退火钢带S50C，其屈强比≤80％，屈服强度满足420‑517MPa，延伸率A80＞20％，碳化物CG≤2.3级，满足通过旋挤压技术将零件边部厚度通过旋压从2.8mm增至7mm厚度后的表面无任何微裂纹的要求，满足更高的抗疲劳性能和耐磨性能和耐蚀性能，满足汽车飞轮盘所需的低屈强比，高屈服低脱碳层的性能要求。

Description

一种汽车飞轮盘冷轧优质碳素钢S50C热处理工艺
技术领域
本发明涉及金属热处理工艺技术领域，特别是涉及一种汽车飞轮盘冷轧优质碳素钢S50C热处理工艺。
背景技术
飞轮是发动机的关键安全件，其功能是调节发动机曲轴转速变化，其稳定转速的作用。发动机启动是，飞轮齿圈与启动齿轮啮合，带动曲轴旋转起动。传统飞轮用铸钢制成，用螺栓固定在曲轴后端面上，其齿圈镶嵌在飞轮外圆。这种结构的飞轮盘，制造工艺复杂。而且齿圈与铸件之间需要进行焊接，对飞轮重量均匀性(焊料)和寿命(焊缝及热影响区)都有非常严重影响。
国外目前开发出利用旋挤压整体成型技术，将2.8mm厚度的原材料边部挤压至7mm，然后进行机加工。该工艺可以确保心部是2.8mm，边部(3mm)厚度7mm。在减轻飞轮盘重量的同时，确保齿轮的厚度。而且整体成型工艺又能大幅度提高零件寿命。但该工艺对材料要求极高，需要满足低屈强比，高延伸率的同时，抗拉强度必须要较高(心部不淬火，因此使用时不能有变形)。传统优质碳素钢无法达到客户要求。
发明内容
本发明提供了一种汽车飞轮盘冷轧优质碳素钢S50C热处理工艺，采取低驱动力退火，使材料由于退火动力弱，在较低退火温度下晶粒不易长大，材料充分完成再结晶，得到的晶粒组织较为均匀细小，从而获得较低的屈强比和相对较高屈服强度的优质碳素冷轧退火钢带S50C，满足汽车飞轮盘所需的低屈强比，高屈服低脱碳层的性能要求。
一种汽车飞轮盘冷轧优质碳素钢S50C热处理工艺，其冷轧优质碳素钢带S50C的成分质量百分比为：C(％)∶0.48-0.53，Si(％)∶≤0.2，Mn(％)∶0.6-0.9，P(％)∶≤0.015，S(％)∶≤0.01；其热处理工艺具体按以下步骤进行的：
第一步，取热轧钢卷，规格为3.5*1250mm*C(卷)；经表皮处理工艺去除表面氧化层；
第二步，分条成卷3.5*90mm；
第三步，经多道冷轧工艺，每道冷轧工艺皆采用小变形量轧制，将材料从3.5mm轧至2.85mm；
第四步，进行退火热处理，具体为：
1】加热至390℃，保温5小时，排油烟去除乳化液残余，后充入纯氢气，确保炉内材料表面无脱碳产生；
2】加热至670℃保温13小时，通过高温退火使变形后材料完成再结晶工艺，消除形变织构和形变应力；
3】降温至580℃后吊外罩，加快降低炉内温度，使钢带组织发生细微的变化，细小碳化从基体中析出，使组织更为均匀；
4】降温至270℃，水冷加速冷却，至70℃出炉空冷；
第五步，成品平整分条，最终成品规格为2.2±0.02mm*90mm。
所述第三步中，材料经2道冷轧，依次变形尺寸为3.5-3.2-2.85mm。
本发明的优点：本发明的一种汽车飞轮盘冷轧优质碳素钢S50C热处理工艺，采取低驱动力退火，使材料由于退火动力弱，在较低退火温度下晶粒不易长大，材料充分完成再结晶，得到的晶粒组织较为均匀细小，从而获得较低的屈强比和相对较高屈服强度的优质碳素冷轧退火钢带S50C，满足通过旋挤压技术要将零件边部厚度通过旋压从2.8mm增至7mm厚度后的表面无任何微裂纹的要求，也满足更高的抗疲劳性能和耐磨性能和耐蚀性能，满足汽车飞轮盘所需的低屈强比，高屈服低脱碳层的性能要求。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
实施例
本实施例提供了一种汽车飞轮盘冷轧优质碳素钢S50C热处理工艺，其冷轧优质碳素钢带S50C的成分质量百分比为：C(％)∶0.48-0.53，Si(％)∶≤0.2，Mn(％)∶0.6-0.9，P(％)∶≤0.015，S(％)∶≤0.01；其热处理工艺具体按以下步骤进行的：
第一步，取热轧钢卷，规格为3.5*1250mm*C(卷)；经表皮处理工艺去除表面氧化层；
第二步，分条成卷3.5*90mm；
第三步，经2道冷轧工艺，将材料从3.5mm轧至2.85mm，依次变形尺寸为3.5-3.2-2.85mm；
第四步，进行退火热处理，具体为：
1】加热至390℃，保温5小时，排油烟去除乳化液残余，后充入纯氢气，确保炉内材料表面无脱碳产生；
2】加热至670℃保温13小时，通过高温退火使变形后材料完成再结晶工艺，消除形变织构和形变应力；
3】降温至580℃后吊外罩，加快降低炉内温度，使钢带组织发生细微的变化，细小碳化从基体中析出，使组织更为均匀；
4】降温至270℃，水冷加速冷却，至70℃出炉空冷；
第五步，成品平整分条，最终成品规格为2.2±0.02mm*90mm。
对比例一
热处理工艺具体按以下步骤进行的：
第一步，取热轧钢卷，规格为3.1*1250mm*C(卷)；经表皮处理工艺去除表面氧化层；
第二步，分条成卷3.1*90mm；
第三步，经1道冷轧工艺，将材料从3.1mm轧至2.85mm；
第四步，进行退火热处理，具体为：
1】加热至390℃，保温5小时，排油烟去除乳化液残余，后充入纯氢气，确保炉内材料表面无脱碳产生；
2】加热至670℃保温13小时，通过高温退火使变形后材料完成再结晶工艺，消除形变织构和形变应力；
3】降温至580℃后吊外罩，加快降低炉内温度，使钢带组织发生细微的变化，细小碳化从基体中析出，使组织更为均匀；
4】降温至270℃，水冷加速冷却，至70℃出炉空冷；
第五步，成品平整分条，最终成品规格为2.2±0.02mm*90mm。
对比例二
热处理工艺具体按以下步骤进行的：
第一步，取热轧钢卷，规格为3.3*1250mm*C(卷)；经表皮处理工艺去除表面氧化层；
第二步，分条成卷3.3*90mm；
第三步，经2道冷轧工艺，将材料从3.3mm轧至2.85mm，依次变形尺寸为3.3-3.0-2.85mm；
第四步，进行退火热处理，具体为：
1】加热至390℃，保温5小时，排油烟去除乳化液残余，后充入纯氢气，确保炉内材料表面无脱碳产生；
2】加热至670℃保温13小时，通过高温退火使变形后材料完成再结晶工艺，消除形变织构和形变应力；
3】降温至580℃后吊外罩，加快降低炉内温度，使钢带组织发生细微的变化，细小碳化从基体中析出，使组织更为均匀；
4】降温至270℃，水冷加速冷却，至70℃出炉空冷；
第五步，成品平整分条，最终成品规格为2.2±0.02mm*90mm。
对比例三
热处理工艺具体按以下步骤进行的：
第一步，取热轧钢卷，规格为3.7*1250mm*C(卷)；经表皮处理工艺去除表面氧化层；
第二步，分条成卷3.7*90mm；
第三步，经3道冷轧工艺，将材料从3.7mm轧至2.85mm，依次变形尺寸为3.7-3.4-3.1-2.85mm；
第四步，进行退火热处理，具体为：
1】加热至390℃，保温5小时，排油烟去除乳化液残余，后充入纯氢气，确保炉内材料表面无脱碳产生；
2】加热至670℃保温13小时，通过高温退火使变形后材料完成再结晶工艺，消除形变织构和形变应力；
3】降温至580℃后吊外罩，加快降低炉内温度，使钢带组织发生细微的变化，细小碳化从基体中析出，使组织更为均匀；
4】降温至270℃，水冷加速冷却，至70℃出炉空冷；
第五步，成品平整分条，最终成品规格为2.2±0.02mm*90mm。
对比例四
热处理工艺具体按以下步骤进行的：
第一步，取热轧钢卷，规格为4.0*1250mm*C(卷)；经表皮处理工艺去除表面氧化层；
第二步，分条成卷4.0*90mm；
第三步，经4道冷轧工艺，将材料从4.0mm轧至2.85mm，依次变形尺寸为4.0-3.8-3.5-3.2-2.85mm；
第四步，进行退火热处理，具体为：
1】加热至390℃，保温5小时，排油烟去除乳化液残余，后充入纯氢气，确保炉内材料表面无脱碳产生；
2】加热至670℃保温13小时，通过高温退火使变形后材料完成再结晶工艺，消除形变织构和形变应力；
3】降温至580℃后吊外罩，加快降低炉内温度，使钢带组织发生细微的变化，细小碳化从基体中析出，使组织更为均匀；
4】降温至270℃，水冷加速冷却，至70℃出炉空冷；
第五步，成品平整分条，最终成品规格为2.2±0.02mm*90mm。
分别对测试实施例、对比例一至四的材料的性能，具体参数如下表：
通过上表可以看出，仅有本实施例的各参数符合指标，换句话说，以本实施例特定的冷轧压缩比以及退火处理参数，才能得到符合指标的材料。
本实施例的一种汽车飞轮盘冷轧优质碳素钢S50C热处理工艺，屈强比≤80％，屈服强度满足420-517MPa，延伸率A80＞20％，碳化物CG≤2.3级。
本实施例的一种汽车飞轮盘冷轧优质碳素钢S50C热处理工艺，轧制的总压缩比过小，材料心部无法冷变形，导致心部和表面在退火过程中晶粒不均匀，延伸率不足；轧制的总压缩比过大，材料退火过程中驱动力相应较大，晶粒极易长大，屈服强度过低。
本发明的一种汽车飞轮盘冷轧优质碳素钢S50C热处理工艺，采取低驱动力退火，使材料由于退火动力弱，在较低退火温度下晶粒不易长大，材料充分完成再结晶，得到的晶粒组织较为均匀细小，从而获得较低的屈强比和相对较高屈服强度的优质碳素冷轧退火钢带S50C，满足通过旋挤压技术要将零件边部厚度通过旋压从2.8mm增至7mm厚度后的表面无任何微裂纹的要求，也满足更高的抗疲劳性能和耐磨性能和耐蚀性能，满足汽车飞轮盘所需的低屈强比，高屈服低脱碳层的性能要求。
上述实施例不应以任何方式限制本发明，凡采用等同替换或等效转换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种汽车飞轮盘冷轧优质碳素钢S50C热处理工艺，其冷轧优质碳素钢带S50C的成分质量百分比为：C(％)：0.48-0.53，Si(％)：≤0.2，Mn(％)：0.6-0.9，P(％)：≤0.015，S(％)：≤0.01；其特征在于：热处理工艺具体按以下步骤进行的：
第一步，取热轧钢卷，规格为3.5*1250mm*C(卷)；经表皮处理工艺去除表面氧化层；
第二步，分条成卷3.5*90mm；
第三步，经多道冷轧工艺，每道冷轧工艺皆采用小变形量轧制，将材料从3.5mm轧至2.85mm；
第四步，进行退火热处理，具体为：
1】加热至390℃，保温5小时，排油烟去除乳化液残余，后充入纯氢气，确保炉内材料表面无脱碳产生；
2】加热至670℃保温13小时，通过高温退火使变形后材料完成再结晶工艺，消除形变织构和形变应力；
3】降温至580℃后吊外罩，加快降低炉内温度，使钢带组织发生细微的变化，细小碳化从基体中析出，使组织更为均匀；
4】降温至270℃，水冷加速冷却，至70℃出炉空冷；
第五步，成品平整分条，最终成品规格为2.2±0.02mm*90mm。
2.根据权利要求1所述的一种汽车飞轮盘冷轧优质碳素钢S50C热处理工艺，其特征在于：所述第三步中，材料经2道冷轧，依次变形尺寸为3.5-3.2-2.85mm。
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