CN112375970A - 一种弹簧钢及加工方法 - Google Patents

一种弹簧钢及加工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112375970A
CN112375970A CN202011126933.7A CN202011126933A CN112375970A CN 112375970 A CN112375970 A CN 112375970A CN 202011126933 A CN202011126933 A CN 202011126933A CN 112375970 A CN112375970 A CN 112375970A
Authority
CN
China
Prior art keywords
percent
steel
spring steel
equal
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011126933.7A
Other languages
English (en)
Inventor
刘祥军
石朝阳
王海庆
江文进
朱云龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongfeng Motor Chassis Systems Co Ltd
Original Assignee
Dongfeng Motor Chassis Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongfeng Motor Chassis Systems Co Ltd filed Critical Dongfeng Motor Chassis Systems Co Ltd
Priority to CN202011126933.7A priority Critical patent/CN112375970A/zh
Publication of CN112375970A publication Critical patent/CN112375970A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/20—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/32—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

本发明提供一种弹簧钢及加工方法，所述所述弹簧钢由包括以下质量百分比元素的钢材加工而成：碳：0.45％～0.50％，硅：0.8％～1.0％，锰：0.90～1.20％，铬：1.0％～1.20％，钒：0.07％～0.11％,铌：0.01％～0.03％，钼：0.05％～0.10％,硼：0.0008％～0.0025％，磷≤0.020％，硫≤0.010％，铜≤0.25％，镍≤0.35％，钛≤0.02％，其余为Fe及不可避免的杂质，共计100％。本发明的有益效果在于：(1)本发明通过合理的材料成分配比及加工工艺，提升强度，保证韧性且具有良好淬透性；(2)通过高压水除鳞轧制工艺、快速提温+细晶热处理工艺、复合喷丸工艺制备出的弹簧钢可保证表面质量，保证表面残余压应力在600Mpa以上。

Description

一种弹簧钢及加工方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金制造领域，具体涉及一种适合弯曲弹簧的弹簧钢及加工方法。
背景技术
随着汽车轻量化发展需求推动汽车用弹簧扁钢强度不断提高，需要一种高强度弹簧扁钢取代1500MPa以下级别普通弹簧扁钢的发展趋势越来越明显。但是，弹簧扁钢材料强度提高后，其韧性恶化导致其易发生断裂，影响车辆安全。同时受材料本身淬透性的限制，轻量化变截面弯曲弹簧由于片数的减少，厚度越来越厚，未来将可能达到50mm左右，现有材料无法满足轻量化变截面厚弯曲弹簧的淬透性要求，因此开发出具有兼具高强度、高韧性及淬透性优良的弹簧钢以满足汽车轻量化需求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明属于一种弹簧钢及加工方法。
具体技术方案如下：
一种弹簧钢，其不同之处在于，所述弹簧钢由包括以下质量百分比元素的钢材加工而成：
碳：0.45％～0.50％，硅：0.8％～1.0％，锰：0.90～1.20％，铬：1.0％～1.20％，钒：0.07％～0.11％,铌：0.01％～0.03％，钼：0.05％～0.10％，硼：0.0008％～0.0025％，磷≤0.020％，硫≤0.010％，铜≤0.25％，镍≤0.35％，钛≤0.02％，其余为氧、氢、铁及不可避免的杂质元素，共计100％。
进一步，所述弹簧钢由包括以下质量百分比元素的钢材加工而成：
碳：0.48％，硅：0.87％，锰：1.12％，铬：1.14％，钒：0.08％，铌：0.026％，钼：0.07％，硼：0.0017％，磷：0.012％，硫：0.002％，铜：0.04％，镍：0.1％，钛：0.0159％，氧：4.8ppm，氢：0.2ppm，其余为Fe及不可避免的杂质元素，共计100％。
上述弹簧钢的加工方法，其不同之处在于，所述弹簧钢的加工方法包括：
步骤S1:钢材下料；
步骤S2:孔加工；
步骤S3:轧制；
步骤S4:卷耳；
步骤S5：包耳；
步骤S6：铣耳侧；
步骤S7：热处理；
步骤S8：喷丸；
步骤S9：单片油漆；
步骤S10：装配；
步骤S11：总成装配。
进一步，所述步骤S3中，轧制前先加热至900～950℃，再采用压力>25.5Mpa的高压水进行除鳞处理后，最后在两辊轧机上进行轧制、热校直，去掉在加热过程中生成的氧化皮。
进一步，所述步骤S7包括以下具体步骤：
步骤S7-1：快速提温，以70℃/min～90℃/min的速度提温至920℃～940℃；
步骤S7-2：保温淬火，在840℃～860℃保温20min～40min；
步骤S7-3：中温回火，在380℃～400℃回火90min～120min。
进一步，所述喷丸的包括以下具体步骤：
步骤S8-1:利用直径为1.0mm～1.2mm的钢丸喷丸5分钟，其中钢丸硬度为53HRC～59HRC，喷丸时钢丸速度不低于80m/s；
步骤S8-2:利用直径为0.4mm～0.6mm的钢丸喷丸3分钟，其中钢丸硬度为53HRC～59HRC，喷丸时钢丸速度不低于80m/s。
进一步，所述步骤S7包括以下具体步骤：
步骤S7-1：快速提温，以80℃/min的速度提温至930℃；
步骤S7-2：保温淬火，在850℃保温30min；
步骤S7-3：中温回火，在390℃保温60min。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：(1)本发明通过合理的材料成分配比及工艺，提升强度，保证韧性且具有良好淬透性；(2)高压水除鳞轧制工艺、快速提温+细晶热处理工艺、复合喷丸工艺制备出的弹簧钢可保证表面质量，保证表面残余压应力在600Mpa以上。
附图说明
图1为型号1-1晶粒度测试图片。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一种弹簧钢，其不同之处在于，所述弹簧钢由包括以下质量百分比元素的钢材制备而成：
碳：0.45％～0.50％，硅：0.8％～1.0％，锰：0.90～1.20％，铬：1.0％～1.20％，钒：0.07％～0.11％，铌：0.01％～0.03％，钼：0.05％～0.10％，硼：0.0008％～0.0025％，磷≤0.020％，硫≤0.015％，铜≤0.25％，镍≤0.35％，钛≤0.02％，其余为氧、氢、铁及不可避免的杂质元素，共计100％。
本发明中，各元素的作用如下所示：
碳:碳是钢材原料中的主要强化元素，碳在本发明比例可以起到提高强度的作用，且不会因强度过高，其韧性、塑性会降低；
硅：硅在钢材原料中对强度与韧性有一定的影响，尤其在高强钢中本发明比例的硅有抗弹碱性的作用；
锰：锰在钢材原料中主要影响其淬透性，本发明比例范围加入钢材原料中可增强其淬透性，但比例过高则会对韧性造成不利影响；
铬：铬在钢材原料中主要影响其淬透性，尤其在与锰配合时，在本发明比例范围内可提升淬透性，但是过高则会影响钢材原料的韧性；
钒：钒是强碳化物形成元素，在本发明比例范围内，可以提高钢的抗强度及抗弹减性；
铌：钒是强碳化物形成元素，在本发明比例范围内，可以提高钢的抗强度及抗弹减性；
钼：钼以本发明比例范围加入钢材原料中可以提高钢材原料的淬透性，改善疲劳性能；
硼：硼以本发明比例范围加入钢材原料中可以大幅度提高钢材原料的淬透性及塑性；
磷：磷作为钢材原料中的杂质元素，会使钢脆化，需要在制造时加以控制；
硫：硫与磷一样，作为钢材原料中的杂质元素，会使钢脆化，需要在制造时加以控制；
铜：铜以本发明比例范围加入钢材原料中，具有提高耐蚀性的效果；
镍：镍以本发明比例范围加入钢材原料中可以改善韧性及淬透性；
钛：钛以本发明比例范围加入钢材原料中，可以抑制晶体的生长，提高钢材原料的弹性性能。
进一步，所述弹簧钢由包括以下质量百分比元素的钢材加工而成：
碳：0.48％，硅：0.87％，锰：1.12％，铬：1.14％，钒：0.08％，铌：0.026％，钼：0.07％，硼：0.0017％，磷：0.012％，硫：0.002％，铜：0.04％，镍：0.1％，钛：0.0159％，氧：4.8ppm，氢：0.2ppm，其余为Fe及不可避免的杂质元素，共计100％。
选取上述元素含量的钢材为原料，配合后续加工工艺，最后得到高强度、高韧性及高淬透性的弹簧钢。
本发明中，所选用钢材原料的制造是高炉铁水→KR法脱硫→转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→连铸→初轧→中轧→精轧。
KR法脱硫：添加脱硫剂10Kg/t。
转炉冶炼：冶炼的温度可以为1600℃～1670℃，冶炼的时间可以为25-60分钟。
LF精炼：根据渣况加入活性石灰，调整炉渣的成分，碱度控制在2.7。采用硅合金材料脱氧。
RH精炼工艺：(1)真空度＝80Pa。(2)在RH炉内进行脱气、去夹杂、终脱氧，处理时间20min。
冷却铸坯，铸坯包括本领域常规意义的铸坯和钢锭；
铸坯加热至1200℃以上，再经过初轧→中轧→精轧加工成后续加工所需尺寸。
本发明中，上述弹簧钢的加工方法，其不同之处在于，所述弹簧钢的加工方法包括：
步骤S1:钢材下料；
步骤S2:孔加工；
步骤S3:轧制；
步骤S4:卷耳；
步骤S5：包耳；
步骤S6：铣耳侧；
步骤S7：热处理；
步骤S8：喷丸；
步骤S9：单片油漆；
步骤S10：装配；
步骤S11：总成装配。
本发明中，所述步骤S3中，为保证弯曲弹簧的表面质量，轧制前先加热至900～950℃，再采用压力>25.5Mpa的高压水进行除鳞处理后，最后在两辊轧机上进行轧制、热校直，去掉在加热过程中生成的氧化皮(主要成分为铁的氧化物)。
本发明中，步骤S4中，卷耳是指在主片两端弯成卷耳。
本发明中，步骤S5中，包耳是指在卷耳外侧制作包耳。
本发明中，步骤S6中，铣耳侧是指在铣床的机加工下，将弹簧钢产品的装配部位加工至对应尺寸。
进一步，所述步骤S7包括以下具体步骤：
步骤S7-1：快速提温，以70℃/min～90℃/min的速度提温至920℃～940℃；
步骤S7-2：保温淬火，在840℃～860℃保温20～40分钟；
步骤S7-3：中温回火，在380℃～400℃回火90～120分钟。
本发明通过快速提温、细晶热处理工艺，控制晶体生长，使晶体细度达到10级以上，最后回火，使奥氏体等温转变所得到细致的回火屈氏体，以此同时提升材料的强度及韧性。
进一步，所述喷丸的包括以下具体的步骤：
步骤S8-1:利用直径为1.0mm～1.2mm的钢丸喷丸5分钟(其中钢丸硬度为53-59HRC，喷丸时钢丸速度不低于80m/s)；
步骤S8-2:利用直径为0.4mm～0.6mm的钢丸喷丸3分钟(其中钢丸硬度为53-59HRC，喷丸时钢丸速度不低于80m/s)。
本发明通过复合喷丸工艺来获取残余压应力在600Mpa以上，而表面丸粒坑深不大于0.3mm的良好表面质量、且能显著提升弯曲弹簧寿命的变截面弯曲弹簧。
本发明中，实施例1与实施例2中的钢材原材料各元素方法含量按GBT4336-2016检测。
实施例1
选取不同质量百分比元素的钢材为原料加工成为弹簧钢，元素含量如表1所示，表中未列铁及杂质元素，表中元素加了铁与杂质元素后，共计100％，本发明中，所选用钢材原料的制造包括：高炉铁水→KR法脱硫→转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→连铸→初轧→中轧→精轧。
KR法脱硫：添加脱硫剂10Kg/t。
转炉冶炼：冶炼的温度可以为1600℃～1670℃，冶炼的时间可以为25-60分钟。
LF精炼：根据渣况加入活性石灰，调整炉渣的成分，碱度控制在2.7。采用硅合金材料脱氧。
RH精炼工艺：(1)真空度＝80Pa。(2)在RH炉内进行脱气、去夹杂、终脱氧，处理时间20min。
冷却铸坯(连铸)，铸坯包括本领域常规意义的铸坯和钢锭；
步骤S1：钢材下料；
步骤S2:孔加工；
步骤S3:轧制，轧制前先加热至900～950℃，再采用压力>25.5Mpa的高压水进行除鳞处理后，最后在两辊轧机上进行轧制、热校直，去掉在加热过程中生成的氧化皮(主要成分为铁的氧化物)。
步骤S4:卷耳；
步骤S5：包耳；
步骤S6：铣耳侧；
步骤S7：热处理，具体步骤如下：
步骤S7-1：快速提温，以80℃/min的速度提温至930℃；
步骤S7-2：保温淬火，在850℃保温30min；
步骤S7-3：中温回火，在380℃回火保温100min。
步骤S8：喷丸，具体步骤如下：
步骤S8-1:利用直径为1.0mm～1.2mm的钢丸喷丸5分钟(其中钢丸硬度为53-59HRC，喷丸时钢丸速度不低于80m/s)；
步骤S8-2:利用直径为0.4mm～0.6mm的钢丸喷丸3分钟(其中钢丸硬度为53-59HRC，喷丸时钢丸速度不低于80m/s)。
步骤S9：单片油漆；
步骤S10：装配；
步骤S11：总成装配。
表1实施例1钢材原料各元素质量百分比
Figure BDA0002733906890000081
Figure BDA0002733906890000091
实施例2
按以下步骤加工如表2元素含量的弹簧钢，表中未列铁及杂质元素，表中元素加了铁与杂质元素后，共计100％。
步骤S1:钢材下料；
步骤S2:孔加工；
步骤S3:轧制，轧制前先加热至900～950℃，再采用压力>25.5Mpa的高压水进行除鳞处理后，最后在两辊轧机上进行轧制、热校直，去掉在加热过程中生成的氧化皮(主要成分为铁的氧化物)。
步骤S4:卷耳；
步骤S5：包耳；
步骤S6：铣耳侧；
步骤S7：热处理，具体步骤如下：
步骤S7-1：快速提温，以80℃/min的速度提温至930℃；
步骤S7-2：保温淬火；
步骤S7-3：中温回火。
具体热处理工艺如表3所示；
步骤S8：喷丸，具体步骤如下：
步骤S8-1:利用直径为1.0mm～1.2mm的钢丸喷丸5分钟(其中钢丸硬度为53-59HRC，喷丸时钢丸速度不低于80m/s)；
步骤S8-2:利用直径为0.4mm～0.6mm的钢丸喷丸3分钟(其中钢丸硬度为53-59HRC，喷丸时钢丸速度不低于80m/s)。
步骤S9：单片油漆；
步骤S10：装配；
步骤S11：总成装配。
实施例2中涉及的原材料元素含量如表2所示，钢材材料制造方法与实施例1相同。
表2实施例2弹簧钢的各元素质量百分比
元素
C(％) 0.48
Mn(％) 1.12
Si(％) 0.87
P(％) 0.012
S(％) 0.002
Cr(％) 1.14
V(％) 0.08
Ni(％) 0.1
Cu(％) 0.04
Ti(％) 0.0159
B(％) 0.0017
Nb(％) 0.026
N(％) 0.0029
O(ppm) 4.8
H(ppm) 0.2
Mo(％) 0.07
表3实施例2弹簧钢的加热工艺参数
Figure BDA0002733906890000101
Figure BDA0002733906890000111
实施例3
按实施例1中型号1-1的工艺加工弹簧钢，唯一不同的是，步骤S8中采用的喷丸工艺为传统的单次喷丸，利用直径为1.0mm～1.2mm的钢丸喷丸3.5分钟(其中钢丸硬度为53-59HRC，喷丸时钢丸速度不低于80m/s)加工后的弹簧钢为3-1。
实施例4
按实施例1中型号1-1的工艺加工弹簧钢，唯一不同的是，步骤S3中，轧制之前未进行除鳞处理，其余轧制条件及前处理条件相同，加工后的弹簧钢型号为4-1。
实施例5
按实施例1中型号1-1的工艺加工弹簧钢，唯一不同的是，步骤S7中采取的热处理工艺方法为：880℃保温60min。
加工弹簧钢的型号为5-1。
对比例1
采用实施例1工艺加工弹簧钢，弹簧钢中原料钢材各元素的质量百分比为：碳：0.51％，硅：0.24％，锰：0.96％，铬：1.08％，钒：0.17％，铌：0.001％，硼：0.0002％，磷：0.01％，硫：0.003％，铜：0.04％，镍：0.03％，钛：0.017％，氧：3.8ppm，氢：0.2ppm，其余为Fe及不可避免的杂质元素，共计100％，编号为D-1，原材料制备方法与实施例1相同。
实施例6
对实施例1～实施例5、对比例1加工的弹簧钢及市面上广泛使用的弹簧钢D-2进行检测。
6.1对实施例1～实施例5、对比例1进行屈服强度、抗拉强度、断后伸长率及断面收缩率按GB/T 2975-2018检测
6.2对实施例1～实施例5、对比例1进行端淬按GB/T 225-2006检测；热轧态硬度按GB/T 231.1-2018检测；
通过对6.1以及6.2的检测，探寻对不同元素含量的原材料对弹簧钢的性能影响。
6.3应力、疲劳寿命检测：机械疲劳试验机46JC14，按国标GB\T 19844-2018进行检测。
6.4残余应力测试：EN15305-2008(X射线衍射法)
6.5对型号1-1制造的弹簧钢进行晶粒度检测，检测结果如图1所示，检测结果表明，其晶粒度达到10.5级。
机械性能结果如表4所示。
表4 6.1强度及韧度性能测试结果
Rp0.2(MPa) Rm(Mpa) A(％) Z(％)
1-1 1756 1946 9.7 41
1-2 1704 1912 10.5 43
1-3 1798 1980 9.5 40.5
1-4 1732 1940 9.7 40.5
1-5 1744 1966 9.6 41
D-1 1287 1425 8.8 39
D-2 1169 1342 8.3 38
LPD52 1820～1900 44～47
LPD50 1650～1900 44～48
LPD48 1650～1900 44～48
其中，Rp0.2为屈服强度，Rm为抗拉强度，A为断后伸长率，Z断面收缩率，LPD52、LPD50、LPD48是我国发明专利，其发明公开号分别为：CN201710458225.5，CN201710458224.0，CN201710459064。
从表4看出，和市场现有的弹簧钢相比，采用本发明原材料及加工方法制备的弹簧钢的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率及断面收缩率均很优良；
通过与D-1相比，采用发明人研发团队原材料质量范围百分比加工成的弹簧钢，其性能弹簧钢的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率性能参数更为优良。
热轧态硬度、端淬测试结果如表5所示。
表5热轧态硬度、端淬测试结果
硬度(HBW) J50mm(HRC)
1-1 292 58.2
1-2 300 56.8
1-3 294 59.6
1-4 302 57.5
1-5 308 57.7
D-1 290 31.2
D-2 -- 30.2
LPD52 -- 56.5(J21)
LPD50 -- 56.5(J21)
LPD48 -- 56.5(J21)
LPD52、LPD50、LPD48是我国发明专利，其发明公开号分别为：CN201710458225.5，CN201710458224.0，CN201710459064。
从表5看出，和市场现有的弹簧钢相比，采用本发明原材料及加工方法制备的弹簧钢的热轧态硬度、端淬均很优良；
通过与D-1相比，采用发明人研发团队原材料质量范围内百分比加工成的弹簧钢，其性能弹簧钢的热轧态硬度、端淬参数更为优良。
应力、疲劳寿命检测测试结果如表6所示。
表6应力、疲劳寿命检测结果
Figure BDA0002733906890000141
从表6看出，和市场现有的弹簧钢相比，采用本发明原材料及加工方法的应力、疲劳寿命均更优良；
通过与D-1、D-2相比，采用发明人研发团队所采用原材料质量范围内百分比加工成的弹簧钢，应力、疲劳寿命、残余压应力均更优良；
与此同时，本发明研究团队发现，相较于传统的喷丸处理，采用复合喷丸处理会使弹簧钢，应力、疲劳寿命、残余压应力均更优良；
其次，轧制前的除鳞工艺也会影响其性能，相较于轧制前未经过除鳞工艺的弹簧钢，经过除鳞工艺后的弹簧钢，应力及疲劳寿命均更优良。
不仅如此，经快速提温加热、淬火加工及回火保温加工后的弹簧钢，加工成的弹簧钢，应力、疲劳寿命均更优良。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种弹簧钢，其特征在于，所述弹簧钢由包括以下质量百分比元素的钢材加工而成：
碳：0.45％～0.50％，硅：0.8％～1.0％，锰：0.90～1.20％，铬：1.0％～1.20％，钒：0.07％～0.11％,铌：0.01％～0.03％，钼：0.05％～0.10％，硼：0.0008％～0.0025％，磷≤0.020％，硫≤0.015％，铜≤0.25％，镍≤0.35％，钛≤0.02％，其余为氧、氢、铁及不可避免的杂质元素，共计100％。
2.根据权利要求1所述一种弹簧钢，其特征在于，所述弹簧钢由包括以下质量百分比元素的钢材加工而成：
碳：0.48％，硅：0.87％，锰：1.12％，铬：1.14％，钒：0.08％，铌：0.026％，钼：0.07％，硼：0.0017％，磷：0.012％，硫：0.002％，铜：0.04％，镍：0.1％，钛：0.0159％，氧：4.8ppm，氢：0.2ppm，其余为Fe及不可避免的杂质元素，共计100％。
3.权利要求1～2所述一种弹簧钢的加工方法，其特征在于，所述弹簧钢的加工方法包括：
步骤S1:钢材下料；
步骤S2:孔加工；
步骤S3:轧制；
步骤S4:卷耳；
步骤S5：包耳；
步骤S6：铣耳侧；
步骤S7：热处理；
步骤S8：喷丸；
步骤S9：单片油漆；
步骤S10：装配；
步骤S11：总成装配。
4.根据权利要求3所述一种弹簧钢的加工方法，其特征在于，所述步骤S3中，轧制前先加热至900～950℃，再采用压力>25.5Mpa的高压水进行除鳞处理后，最后在两辊轧机上进行轧制、热校直，去掉在加热过程中生成的氧化皮。
5.根据权利要求3所述一种弹簧钢的加工方法，其特征在于，所述步骤S7包括以下具体步骤：
步骤S7-1：快速提温，以70℃/min～90℃/min的速度提温至920℃～940℃；
步骤S7-2：保温淬火，在840℃～860℃保温20min～40min；
步骤S7-3：中温回火，在380℃～400℃回火90min～120min。
6.根据权利要求3所述一种弹簧钢的加工方法，其特征在于，所述喷丸的包括以下具体步骤：
步骤S8-1:利用直径为1.0mm～1.2mm的钢丸喷丸5分钟，其中钢丸硬度为53HRC～59HRC，喷丸时钢丸速度不低于80m/s；
步骤S8-2:利用直径为0.4mm～0.6mm的钢丸喷丸3分钟，其中钢丸硬度为53HRC～59HRC，喷丸时钢丸速度不低于80m/s。
7.根据权利要求3所述一种弹簧钢的加工方法，其特征在于，所述步骤S7包括以下具体步骤：
步骤S7-1：快速提温，以80℃/min的速度提温至930℃；
步骤S7-2：保温淬火，在850℃保温30min；
步骤S7-3：中温回火，在390℃保温60min。
CN202011126933.7A 2020-10-20 2020-10-20 一种弹簧钢及加工方法 Pending CN112375970A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011126933.7A CN112375970A (zh) 2020-10-20 2020-10-20 一种弹簧钢及加工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011126933.7A CN112375970A (zh) 2020-10-20 2020-10-20 一种弹簧钢及加工方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112375970A true CN112375970A (zh) 2021-02-19

Family

ID=74580297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011126933.7A Pending CN112375970A (zh) 2020-10-20 2020-10-20 一种弹簧钢及加工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112375970A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5575973A (en) * 1993-12-29 1996-11-19 Pohang Iron & Steel Co., Ltd. High strength high toughness spring steel, and manufacturing process therefor
CN101348882A (zh) * 2007-07-20 2009-01-21 常曙光 一种高应力、高塑性、高淬透性的大截面弹簧用钢
CN101829882A (zh) * 2010-01-11 2010-09-15 安徽安簧机械股份有限公司 一种1800MPa级以上高强度变截面簧片制造方法
CN106978571A (zh) * 2017-04-01 2017-07-25 东风汽车悬架弹簧有限公司 一种微合金化的第三代汽车用弹簧扁钢及制备方法
CN110257701A (zh) * 2019-06-20 2019-09-20 东风商用车有限公司 一种弹簧钢材料及采用该材料生产的汽车空气悬架导向臂
CN111519114A (zh) * 2020-05-14 2020-08-11 大冶特殊钢有限公司 一种弹簧扁钢材料及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5575973A (en) * 1993-12-29 1996-11-19 Pohang Iron & Steel Co., Ltd. High strength high toughness spring steel, and manufacturing process therefor
CN101348882A (zh) * 2007-07-20 2009-01-21 常曙光 一种高应力、高塑性、高淬透性的大截面弹簧用钢
CN101829882A (zh) * 2010-01-11 2010-09-15 安徽安簧机械股份有限公司 一种1800MPa级以上高强度变截面簧片制造方法
CN106978571A (zh) * 2017-04-01 2017-07-25 东风汽车悬架弹簧有限公司 一种微合金化的第三代汽车用弹簧扁钢及制备方法
CN110257701A (zh) * 2019-06-20 2019-09-20 东风商用车有限公司 一种弹簧钢材料及采用该材料生产的汽车空气悬架导向臂
CN111519114A (zh) * 2020-05-14 2020-08-11 大冶特殊钢有限公司 一种弹簧扁钢材料及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会: "《弹簧钢：GB/T 1222-2016》", 31 December 2016 *
项程云: "《合金结构钢》", 31 August 1999, 冶金工业出版社 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110846580B (zh) 一种高Mo高性能Mn-Cr系风电输出齿轮用钢及其生产方法
CN110863158B (zh) 一种高性能Mn-Cr系风电输出齿轮用钢及其生产方法
CN112981239B (zh) 一种调质低碳合金钢及其制造方法
CN114752849B (zh) 一种高强韧易切削非调质圆钢及其制造方法
CN109563578B (zh) 高频淬火用钢
CN115261715A (zh) 一种高温渗碳齿轴用钢及其制造方法
CN109609729A (zh) 一种屈服强度650MPa级不锈钢板及制造方法
CN114134431B (zh) 一种方坯连铸连轧2000Mpa级高强高韧高淬透性弹簧钢及其制造方法
CN115369315A (zh) 一种高温渗碳高淬透性齿轮用钢及其制造方法
CN109136759A (zh) 轮辐用厚规格1300MPa级热成形钢及制备方法
CN111321346B (zh) 一种具有优异耐氢致延迟断裂性能的超高强度弹簧钢及其生产方法
CN112375970A (zh) 一种弹簧钢及加工方法
CN114752848A (zh) 一种高淬透性齿轮用钢及其制造方法
JPH09287056A (ja) 冷間鍛造性に優れた線材および棒鋼並びにそれらの製造方法
CN111876679A (zh) 铬钒系热轧钢盘条及其制备方法、以及钢丝和手工具的制备方法
JPH0526850B2 (zh)
JPS6137333B2 (zh)
CN115386791B (zh) 一种微合金化高强度可焊接复合稳定杆扭簧用扁钢及其制造方法
CN115537678B (zh) 一种高温渗碳齿轮用钢及其制造方法
CN115537649B (zh) 一种高温渗碳轴齿用钢及其制造方法
JPH06122920A (ja) 高強度ばね用鋼材の製法
CN111334708B (zh) 一种抗拉强度≥2250MPa且疲劳性能优异的高强度弹簧钢及其生产方法
CN117467889A (zh) 一种高淬透性高强度中碳钢、圆钢及其制造方法
CN117327979A (zh) 一种大规格非调质冷镦钢及其生产方法及由其制备的紧固件及其制备方法
CN117344216A (zh) 一种具有良好强韧性的中碳钢、圆钢及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210219