CN110331264A - 一种弹簧钢坯料的加热脱碳控制方法 - Google Patents

一种弹簧钢坯料的加热脱碳控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种弹簧钢坯料加热脱碳控制方法，包含以下步骤：(a)坯料在预热段钢温控制在700～750℃，预热时间30～50min；(b)加热一段烧嘴开度100％，温度950～990℃，通过快速升温实现坯料表面通过727～912℃两相区，时间在20min以内；(c)加热二段温度960～1000℃，均热段950～990℃，保证心部在奥氏体化温度以上保持30～60min。本发明通过新的加热曲线，高硅弹簧钢材料表面基本实现了无完全脱碳，偶尔存在的点状完全脱碳深度≤0.015mm，沿圆周总长度一般在0.10mm以下，对应的圆心角不到1°；总脱碳稳定在0.6％D(D为材料直径)以下，材料完全满足高端汽车悬架弹簧需要。

Description

一种弹簧钢坯料的加热脱碳控制方法
技术领域
本发明涉及弹簧钢坯料加热，具体为一种弹簧钢坯料加热时的脱碳控制方法。
背景技术
根据标准GB T 33164.2-2016《汽车悬架系统用弹簧钢第2部分：热轧圆钢和盘条》，高硅汽车悬架弹簧用弹簧钢盘条和圆钢一般要求材料表面全脱碳层厚度0.03mm，完全脱碳总弧长不大于15°圆心角对应的弧长。
和低硅弹簧钢相比，高硅弹簧钢脱碳敏感性大，极易在坯料加热过程形成完全脱碳和较厚的部分脱碳，同时，为保障坯透烧，坯料需要经较长时间高温加热，控制难度很大。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种盘条表面无完全脱碳、部分脱碳少的弹簧钢坯料加热脱碳控制方法。
技术方案：本发明的目的是提供一种弹簧钢坯料加热脱碳控制方法，包含以下步骤：
a、坯料在预热段钢温控制在700～750℃，预热时间30～50min；使坯料在脱碳不敏感区温度中上限充分预热，以便后续为坯料表面温度快速通过两相区创造条件。
b、加热一段烧嘴开度100％，温度950～990℃，通过快速升温实现坯料表面通过727～912℃两相区，时间在20分钟以内；通过一段满负荷升温，缩短坯料表面在两相区加热时间。
c、加热二段温度960～1000℃，均热段950～990℃，保证心部在奥氏体化温度860℃以上保持30～60min，通过控制最高加热温度，有效避免坯料表面总脱碳层过深；通过保证心部奥氏体化时间，提高心部轧制变形，保证轧材内部质量良好。
坯料包含以下质量百分数的物质：C：0.50～0.65wt％，Si：0～2.00wt％，Mn：0.50～1.20wt％，Cr：0～1.20wt％。
优选地，步骤(b)加热一段的温度为960～985℃。步骤(c)热二段的温度为970～990℃。
工作原理：由Fe-C相图可知，在727～912℃为(α+γ)两相区。当加热温度处理此两相区时，有铁素体析出，坯料表面因碳向外拆散损失而产生低含量的铁素体就可以沿着这些已析出的铁素体表面生长，从而构成厚大而致密的铁素体全脱碳层。高于912℃碳浓度在单相γ区是连续变化的，因而得到的碳浓度连续变化的脱碳层。由于碳浓度连续变化，高温下碳扩散速度又较快，故纯铁素体区很薄。
有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下显著性特点：通过新的加热曲线，高硅弹簧钢材料表面基本实现了无完全脱碳，偶尔存在的点状完全脱碳深度≤0.015mm，沿圆周总长度一般在0.10mm以下，对应的圆心角不到1°；总脱碳稳定在0.6％D(D为材料直径)以下，材料完全满足高端汽车悬架弹簧需要。
附图说明
图1是本发明对比例的金相显微照片。
图2是本发明实施例6的金相显微照片。
具体实施方式
实施例1
一种弹簧钢坯料加热脱碳控制方法，包含以下步骤：
a、坯料C：0.50wt％，Si：0.10wt％，Mn：0.50wt％，Cr：0.10wt％在预热段钢温控制在700℃，预热时间30min；使坯料在脱碳不敏感区温度中上限充分预热，以便后续为坯料表面温度快速通过两相区创造条件。
b、加热一段烧嘴开度100％，温度950℃，通过快速升温实现坯料表面通过727～912℃两相区，时间在20分钟以内；通过一段满负荷升温，缩短坯料表面在两相区加热时间。
c、加热二段温度960℃，均热段950℃，保证心部在奥氏体化温度865℃保持30min。
实施例2
一种弹簧钢坯料加热脱碳控制方法，包含以下步骤：
a、坯料C：0.65wt％，Si：2.00wt％，Mn：1.20wt％，Cr：1.20wt％在预热段钢温控制在750℃，预热时间50min；使坯料在脱碳不敏感区温度中上限充分预热，以便后续为坯料表面温度快速通过两相区创造条件。
b、加热一段烧嘴开度100％，温度990℃，通过快速升温实现坯料表面通过727～912℃两相区，时间在20分钟以内；通过一段满负荷升温，缩短坯料表面在两相区加热时间。
c、加热二段温度1000℃，均热段990℃，保证心部在奥氏体化温度870℃保持60min。
实施例3
一种弹簧钢坯料加热脱碳控制方法，包含以下步骤：
a、坯料C：0.58wt％，Si：1.00wt％，Mn：0.85wt％，Cr：0.60wt％在预热段钢温控制在725℃，预热时间40min；使坯料在脱碳不敏感区温度中上限充分预热，以便后续为坯料表面温度快速通过两相区创造条件。
b、加热一段烧嘴开度100％，温度970℃，通过快速升温实现坯料表面通过727～912℃两相区，时间在20分钟以内；通过一段满负荷升温，缩短坯料表面在两相区加热时间。
c、加热二段温度980℃，均热段970℃，保证心部在奥氏体化温度862℃保持45min。
实施例4
一种弹簧钢坯料加热脱碳控制方法，包含以下步骤：
a、坯料C：0.55wt％，Si：0.15wt％，Mn：0.55wt％，Cr：0.26wt％在预热段钢温控制在710℃，预热时间35min；使坯料在脱碳不敏感区温度中上限充分预热，以便后续为坯料表面温度快速通过两相区创造条件。
b、加热一段烧嘴开度100％，温度960℃，通过快速升温实现坯料表面通过727～912℃两相区，时间在20分钟以内；通过一段满负荷升温，缩短坯料表面在两相区加热时间。
c、加热二段温度970℃，均热段960℃，保证心部在奥氏体化温度860℃保持40min。
实施例5
一种弹簧钢坯料加热脱碳控制方法，包含以下步骤：
a、坯料C：0.60wt％，Si：1.90wt％，Mn：1.10wt％，Cr：1.10wt％在预热段钢温控制在740℃，预热时间45min；使坯料在脱碳不敏感区温度中上限充分预热，以便后续为坯料表面温度快速通过两相区创造条件。
b、加热一段烧嘴开度100％，温度985℃，通过快速升温实现坯料表面通过727～912℃两相区，时间在20分钟以内；通过一段满负荷升温，缩短坯料表面在两相区加热时间。
c、加热二段温度990℃，均热段985℃，保证心部在奥氏体化温度863℃保持58min。
实施例6
一种弹簧钢坯料加热脱碳控制方法，包含以下步骤：
a、坯料C：0.0.54wt％，Si：1.40wt％，Mn：0.70wt％，Cr：0.70wt％(55SiCr)在预热段钢温控制在725℃，预热时间40min；使坯料在脱碳不敏感区温度中上限充分预热，以便后续为坯料表面温度快速通过两相区创造条件。
b、加热一段烧嘴开度100％，温度970℃，通过快速升温实现坯料表面通过727～912℃两相区，时间在20分钟以内；通过一段满负荷升温，缩短坯料表面在两相区加热时间。
c、加热二段温度980℃，均热段970℃，保证心部在奥氏体化温度862℃保持45min。
原表面脱碳控制效果如图1，本发明方法所得物的表面脱碳控制效果如图2，可以看出，原工艺下表面会有17μm深全铁素体完全脱碳层，本发明方法表面没有全铁素体完全脱碳层，并且按本发明方法总脱碳层厚度也明显减少。
按照实施例6的控制方法，分别对直径为8～20mm的55SiCr钢进行脱碳测试，脱碳测量按照GB/T 224《钢的脱碳层深度测定法》进行，测试结果如表1所示。从表1中可以看出，本发明方法在测试的典型小、中、大规格线材上均做到了表面没有完全脱碳层，总脱碳层厚度也控制到了直径的0.6％以下。
表1
批号 钢种 规格/mm 全脱碳层/mm 总脱碳层/mm 总脱碳层/％
C900184010001 55SiCr 8 0 0.05 0.6％
C900184020001 55SiCr 8 0 0.05 0.6％
C900184020001 55SiCr 8 0 0.04 0.5％
C900225010001 55SiCr 9 0 0.05 0.6％
C900225010001 55SiCr 9 0 0.05 0.5％
C900239010001 55SiCr 10 0 0.04 0.4％
C900239010001 55SiCr 10 0 0.04 0.4％
C900283010001 55SiCr 13 0 0.04 0.3％
C900283010001 55SiCr 13 0 0.04 0.3％
C900084020001 55SiCr 15 0 0.05 0.3％
C900084020001 55SiCr 15 0 0.04 0.3％
C900143010001 55SiCr 20 0 0.04 0.2％
C900143010001 55SiCr 20 0 0.03 0.2％

Claims (5)

1.一种弹簧钢坯料加热脱碳控制方法，其特征在于包含以下步骤：
(a)坯料在预热段钢温控制在700～750℃，预热时间30～50min；
(b)加热一段烧嘴开度100％，温度950～990℃，通过快速升温实现坯料表面通过727～912℃两相区，时间在20min以内；
(c)加热二段温度960～1000℃，均热段950～990℃，保证心部在奥氏体化温度以上保持30～60min。
2.根据权利要求1所述的一种弹簧钢坯料加热脱碳控制方法，其特征在于：所述坯料包含以下质量百分数的物质：C：0.50～0.65wt％，Si：0～2.00wt％，Mn：0.50～1.20wt％，Cr：0～1.20wt％。
3.根据权利要求1所述的一种弹簧钢坯料加热脱碳控制方法，其特征在于：所述奥氏体化温度为860℃。
4.根据权利要求1所述的一种弹簧钢坯料加热脱碳控制方法，其特征在于：所述步骤(b)加热一段的温度为960～985℃。
5.根据权利要求1所述的一种弹簧钢坯料加热脱碳控制方法，其特征在于：所述步骤(c)热二段的温度为970～990℃。
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