CN112921240A - 汽车门铰链用热轧圆钢及其生产方法 - Google Patents

汽车门铰链用热轧圆钢及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车门铰链用热轧圆钢及其生产方法，汽车门铰链用热轧圆钢按质量百分比包括：C：0.17％～0.19％；Si：0.38％～0.48％；Mn：1.37％～1.47％；P≤0.020％；S：0.01％～0.02％；Cr：0.10％～0.20％；V：0.03％～0.05％；Al：0.015％～0.025％；H：≤1.5ppm；O：≤25ppm；N：≤80ppm；余量为Fe和残余元素。根据本发明实施例的汽车门铰链用热轧圆钢具有优异的抗拉强度、屈服强度、冲击功、断后伸长率等性能。

Description

汽车门铰链用热轧圆钢及其生产方法
技术领域
本发明属于合金钢技术领域，具体涉及一种汽车门铰链用热轧圆钢及其生产方法。
背景技术
汽车零部件作为汽车工业的基础，是支撑汽车工业持续健康发展的必要因素。其中汽车门用铰链型钢是用在汽车车身与车门的连接装置，能够起到类似合页作用。现有的汽车门铰链属于低合金高强钢，具有切削性能低、抗拉强度、屈服强度、冲击功、断后伸长率低等缺点。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明提出一种汽车门铰链用热轧圆钢及其生产方法，能够解决背景技术的问题之一。
根据本发明实施例的汽车门铰链用热轧圆钢，按质量百分比包括：C：0.17％～0.19％；Si：0.38％～0.48％；Mn：1.37％～1.47％；P≤0.020％；S：0.01％～0.02％；Cr：0.10％～0.20％；V：0.03％～0.05％；Al：0.015％～0.025％；H：≤1.5ppm；O：≤25ppm；N：≤80ppm；
余量为Fe和残余元素。
根据本发明实施例的汽车门铰链用热轧圆钢，相对于传统汽车门铰链用热轧圆钢而言，通过加入硫，不仅能够改善热轧圆钢的切削性能，还能够使热轧圆钢具有优异的抗拉强度、屈服强度、冲击功、断后伸长率等性能。
根据本发明一个实施例，包括以下步骤：将原材料进行电炉炼钢，得到第一材料件。
将所述第一材料件进行钢包精炼，得到第二材料件；对所述第二材料件进行真空精炼，得到第三材料件；对所述第三材料件连续铸钢，得到第四材料件；对所述第四材料件进行加热、轧制和冷却，得到第五材料件；对所述第五材料件进行取样，得到样品，对所述样品进行检测；在所述样品的质量满足要求时，对所述第五材料件进行精整，得到所述第六材料件；对所述第六材料件进行检测，在所述第六材料件的质量满足要求时，将所述第六材料件入库，将入库的所述第六材料件作为产品，所述产品按质量百分比包括：C：0.17％～0.19％；Si：0.38％～0.48％；Mn：1.37％～1.47％；P≤0.020％；S：0.01％～0.02％；Cr：0.10％～0.20％；V：0.03％～0.05％；Al：0.015％～0.025％；H：≤1.5ppm；O：≤25ppm；N：≤80ppm；余量为Fe和残余元素。
根据本发明一个实施例，对所述样品进行检测的步骤包括：磁化所述样品；检测所述样品的漏磁信号。
根据本发明一个实施例，对所述第六检测件进行检测的步骤包括：对所述第六材料件进行探伤；根据探伤结果，判断所述第六材料件的质量。
根据本发明一个实施例，所述产品的终点C≥0.03％，目标碳0.10％≥C≥0.04％；目标P≤0.012％；目标温度≥1620℃。
根据本发明一个实施例，所述钢包精炼的工序中：造白渣时间≥20min，冶炼时间≥35min，辅料为碳化硅。
根据本发明一个实施例，所述真空精炼为VD真空精炼，所述VD真空精炼的工序中：VD高真空度≤67Pa，高真空保持时间≥12min，软吹时间≥15min；所述VD真空精炼的工序的喂线顺序为先铝线、后硅钙线、再硫线，所述硅钙线和所述硫线之间的间隔不少于10分钟。
根据本发明一个实施例，在所述连续铸钢的工序中：一冷水的流速为3000L/min，二冷水的流速为380L/min；结晶器电磁搅拌的参数为250A/2Hz,铸流搅拌的参数为180A/8Hz，末搅的参数为1000A/8Hz,拉坯速度为0.65m/min。
根据本发明一个实施例，对所述第四材料件进行加热的工序包括：预热段，所述预热段的温度＜920℃，目标880℃，时间＞0.5h；第一加热段，所述第一加热段的温度范围为900℃～1100℃，目标温度为1000℃，加热时间≥0.5h；第二加热段，所述第二加热段的温度范围为1180℃～1280℃，目标温度为1230℃，加热时间≥1h；均热段，所述均热段的温度范围为1200℃～1280℃，目标温度为1240℃，加热时间≥1h；对所述第四材料件的总加热时间≥3.5h。
根据本发明一个实施例，对所述第四材料件进行轧制的工序包括：将圆坯经过开坯机，得到中间坯；将所述中间坯切去头尾；对切去头尾的所述中间坯采用连轧机轧制。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的汽车门铰链用热轧圆钢的生产方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图具体描述根据本发明实施例的汽车门铰链用热轧圆钢。
根据本发明实施例的汽车门铰链用热轧圆钢，按质量百分比包括：
C：0.17％～0.19％；
Si：0.38％～0.48％；
Mn：1.37％～1.47％；
P≤0.020％；
S：0.01％～0.02％；
Cr：0.10％～0.20％；
V：0.03％～0.05％；
Al：0.015％～0.025％；
H：≤1.5ppm；
O：≤25ppm；
N：≤80ppm；
余量为Fe和残余元素。
如图1所示，根据本发明实施例的汽车门铰链用热轧圆钢的生产方法，包括以下步骤：
将原材料进行电炉炼钢，得到第一材料件。
将所述第一材料件进行钢包精炼，得到第二材料件。其中，钢包精炼为一种既经济而又能大量生产含气体与夹杂物极少的纯净钢的新技术。炉外处理或称钢包精炼就是在这个前提下产生的一种新工艺。钢包精炼是把转炉、平炉或电炉中所炼的钢水移到另一个容器中(主要是钢水包)进行精炼的过程，也叫“二次炼钢或炉外精炼”。
对所述第二材料件进行真空精炼，得到第三材料件。其中，真空精炼为在低于或远低于常压下脱除粗金属中杂质的火法精炼方法。这种方法在一定条件下还可综合回收粗金属中的有价元素。真空精炼除能防止金属与空气中氧、氮反应和避免气体杂质的污染外，更重要的是对许多精炼过程(特别是脱气过程)还能创造有利于金属和杂质分离的热力学和动力学条件。
对所述第三材料件连续铸钢，得到第四材料件。连铸为连续铸钢的简称，在钢铁厂生产各类钢铁产品过程中，使用钢水凝固成型有两种方法：传统的模铸法和连续铸钢法。而连铸技术是一项把钢水直接浇注成形的先进技术。与传统方法相比，连铸技术具有大幅提高金属收得率和铸坯质量，节约能源等显著优势。
对所述第四材料件进行加热、轧制和冷却，得到第五材料件。
对所述第五材料件进行取样，得到样品，对所述样品进行检测。
在所述样品的质量满足要求时，对所述第五材料件进行精整，得到所述第六材料件。精整为金属塑性加工后，为满足用户对产品在表面质量、尺寸、外形和某些性能方面的最终要求而进行的一系列作业。主要包括火焰清理、热加工后的冷却、卷取、切断、矫直、缺陷的物理检测和修磨、标志、包装等工序。
对所述第六材料件进行检测，在所述第六材料件的质量满足要求时，将所述第六材料件入库。
换句话说，根据本发明实施例的汽车门铰链用热轧圆钢的生产方法包括以下步骤：电炉炼钢→钢包精炼(LF精炼)→真空精炼(例如VD真空处理)→连续铸钢(连铸)→加热→轧制→冷却(例如空冷)→取样→检测(例如漏磁检测)→精整→检测(例如探伤)→入库。
通过以上步骤，能够制备得到汽车门铰链用热轧圆钢，该汽车门铰链用热轧圆钢中按质量百分比包括：
C：0.17％～0.19％；
Si：0.38％～0.48％；
Mn：1.37％～1.47％；
P≤0.020％；
S：0.01％～0.02％；
Cr：0.10％～0.20％；
V：0.03％～0.05％；
Al：0.015％～0.025％；
H：≤1.5ppm；
O：≤25ppm；
N：≤80ppm；
余量为Fe和残余元素。
也就是说，通过以上步骤，能够制备出含有硫的汽车门铰链用热轧圆钢，具有便于加工生产的优点，制备出的汽车门铰链用热轧圆钢具有较优的切削性能、较高的抗拉强度、屈服强度、冲击功和断后伸长率。
可选地，对所述样品进行检测的步骤包括：
磁化所述样品。
检测所述样品的漏磁信号。
根据本发明的一个实施例，对所述第六检测件进行检测的步骤包括：
对所述第六材料件进行探伤。
根据探伤结果，判断所述第六材料件的质量。
在本发明的一些具体实施方式中，产品的终点C≥0.03％，目标碳0.10％≥C≥0.04％；目标P≤0.012％；目标温度≥1620℃。可选地，石灰500kg，促净剂300kg，出钢铝180kg/炉。
在本发明的一些具体实施方式中，所述钢包精炼的工序的工艺条件包括：造白渣时间≥20min，冶炼时间≥35min，辅料为碳化硅，所述辅料的用量为100kg～140kg。
根据本发明的一个实施例，所述真空精炼为VD真空精炼，所述VD真空精炼的工序的工艺条件包括：VD高真空度≤67Pa，高真空保持时间≥12min，软吹时间≥15min。所述VD真空精炼的工序的喂线顺序为先铝线、后硅钙线、再硫线，即喂线顺序为铝-硅钙线-S线。所述硅钙线和所述硫线之间的间隔不少于10分钟，所述硅钙线的首炉为80m，连浇炉为50m～60m。
可选地，在所述连续铸钢(φ380mm)的工序中：一冷水的流速为3000L/min，二冷水的流速为380L/min；结晶器电磁搅拌的参数为250A/2Hz,铸流搅拌的参数为180A/8Hz，末搅的参数为1000A/8Hz,拉坯速度为0.65m/min。
在本发明的一些具体实施方式中，对所述第四材料件进行加热(φ85mm)的工序包括：预热段、第一加热段、第二加热段和均热段。
具体地，预热段的条件包括：温度＜920℃，目标880℃，时间＞0.5h。
所述第一加热段的条件包括：温度900℃～1100℃，目标温度1000℃，时间≥0.5h。
所述第二加热段的温度1180℃～1280℃，目标温度1230℃，时间≥1h。
所述均热段的条件为：温度1200℃～1280℃，目标温度1240℃，时间≥1h。
而对所述第四材料件的总加热时间≥3.5h。
根据本发明的一个实施例，对所述第四材料件进行轧制的工序包括：
先将圆坯经过开坯机，得到中间坯；然后将所述中间坯切去头尾；最后对切去头尾的所述中间坯采用连轧机轧制。
例如，将φ380规格的圆坯经开坯机后，中间坯155mm*190mm，然后经液压剪切头尾，采用9机架连轧机轧制。其中，开轧温度950℃～1020℃，出连轧温度850℃～890℃。冷床温度降至350℃～600℃入坑缓冷，缓冷至温度≤200℃出坑，缓冷时间24小时。
下面结合具体实施例对根据本发明实施例的方法进行详细说明。
实施例1
通过电炉炼钢、LF精炼、VD真空处理、连铸、缓冷、加热、轧制、坑冷工艺，获得φ85mm热轧圆钢，它包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt％)：C：0.17％、Si：0.42％、Mn：1.44％、P：0.0136％、S：0.0153％、Cr：0.14％、V：0.036％、H：1.3ppm、O：14.3ppm、N：32.7ppm，其他为Fe及残余元素。
实施例2
通过电炉炼钢、LF精炼、VD真空处理、连铸、缓冷、加热、轧制、坑冷工艺，获得φ85mm热轧圆钢，它包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt％)：C：0.173％、Si：0.42％、Mn：1.43％、P：0.007％、S：0.016％、Cr：0.13％、V：0.04％、H：1.1ppm、O：15.3ppm、N：33.5ppm，其他为Fe及残余元素。
实施例3
通过电炉炼钢、LF精炼、VD真空处理、连铸、缓冷、加热、轧制、坑冷工艺，获得φ85mm热轧圆钢，它包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt％)：C：0.172％、Si：0.40％、Mn：1.47％、P：0.012％、S：0.015％、Cr：0.17％、V：0.033％、H：1.1ppm、O：28.5ppm、N：30.3ppm，其他为Fe及残余元素。
对实施例1至实施例3的产品分别进行拉伸性能测试和冲击性能测试，测试结果如表1和表2所示。其中需要说明的是，在进行拉伸性能测试和冲击性能测试时，取样位置均为半径的一半位置，也就是1/2R位置处。
表1、拉伸性能表
实施例 Rm(MPa) ReL(MPa) A％ Z％
实施例1 583 395 32 75
实施例2 572 370 34 74
实施例3 563 383 32 73
表2、冲击性能
Figure BDA0002912197780000071
从表1和表2可见，根据本发明的三种实施例的含硫的汽车门铰链用热轧圆钢，对应的抗拉强度、屈服强度、冲击功、断后伸长率均得到有效改善。
总而言之，根据本发明实施例的汽车门铰链用热轧圆钢具有便于切削的优点，根据本申请实施例的汽车门铰链用热轧圆钢的抗拉强度可达510MPa，屈服强度可达355MPa，冲击KU2J(-20℃)可达27J,断后伸长率可达20％。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种汽车门铰链用热轧圆钢，其特征在于，按质量百分比包括：
C：0.17％～0.19％；
Si：0.38％～0.48％；
Mn：1.37％～1.47％；
P≤0.020％；
S：0.01％～0.02％；
Cr：0.10％～0.20％；
V：0.03％～0.05％；
Al：0.015％～0.025％；
H：≤1.5ppm；
O：≤25ppm；
N：≤80ppm；
余量为Fe和残余元素。
2.一种汽车门铰链用热轧圆钢的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
将原材料进行电炉炼钢，得到第一材料件；
将所述第一材料件进行钢包精炼，得到第二材料件；
对所述第二材料件进行真空精炼，得到第三材料件；
对所述第三材料件连续铸钢，得到第四材料件；
对所述第四材料件进行加热、轧制和冷却，得到第五材料件；
对所述第五材料件进行取样，得到样品，对所述样品进行检测；
在所述样品的质量满足要求时，对所述第五材料件进行精整，得到所述第六材料件；
对所述第六材料件进行检测，在所述第六材料件的质量满足要求时，将所述第六材料件入库，将入库的所述第六材料件作为产品，所述产品按质量百分比包括：
C：0.17％～0.19％；
Si：0.38％～0.48％；
Mn：1.37％～1.47％；
P≤0.020％；
S：0.01％～0.02％；
Cr：0.10％～0.20％；
V：0.03％～0.05％；
Al：0.015％～0.025％；
H：≤1.5ppm；
O：≤25ppm；
N：≤80ppm；
余量为Fe和残余元素。
3.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，对所述样品进行检测的步骤包括：
磁化所述样品；
检测所述样品的漏磁信号。
4.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，对所述第六检测件进行检测的步骤包括：
对所述第六材料件进行探伤；
根据探伤结果，判断所述第六材料件的质量。
5.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述产品的终点C≥0.03％，目标C含量为0.10％≥C≥0.04％；目标P≤0.012％；目标温度≥1620℃。
6.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述钢包精炼的工序中：
造白渣时间≥20min，冶炼时间≥35min，辅料为碳化硅。
7.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述真空精炼为VD真空精炼，所述VD真空精炼的工序中：
VD高真空度≤67Pa，高真空保持时间≥12min，软吹时间≥15min；
所述VD真空精炼的工序的喂线顺序为先铝线、后硅钙线、再硫线，所述硅钙线和所述硫线之间的间隔不少于10min。
8.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，在所述连续铸钢的工序中：
一冷水的流速为3000L/min，二冷水的流速为380L/min；结晶器电磁搅拌的参数为250A/2Hz,铸流搅拌的参数为180/8Hz，末搅的参数为1000A/8Hz,，拉坯速度为0.65m/min。
9.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，对所述第四材料件进行加热的工序包括：
预热段，所述预热段的温度＜920℃，目标880℃，时间＞0.5h；
第一加热段，所述第一加热段的温度范围为900℃～1100℃，目标温度为1000℃，加热时间≥0.5h；
第二加热段，所述第二加热段的温度范围为1180℃～1280℃，目标温度为1230℃，加热时间≥1h；
均热段，所述均热段的温度范围为1200℃～1280℃，目标温度为1240℃，加热时间≥1h；
对所述第四材料件的总加热时间≥3.5h。
10.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，对所述第四材料件进行轧制的工序包括：
将圆坯经过开坯机，得到中间坯；
将所述中间坯切去头尾；
对切去头尾的所述中间坯采用连轧机轧制。
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