CN114134303A - 一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法，涉及钢铁生产技术领域，包括以下工艺流程：电炉/转炉冶炼→LF精炼→VD/RH真空处理→大方坯连铸→步进炉加热→开坯→步进炉加热→轧制→连续退火炉退火→矫直、剥皮→磨光→探伤→检验→涂油、包装，步进炉加热采用高温及长时加热，均热温度1210‑1270℃，总加热时间≥300min；连续退火炉退火，炉温710±10℃，到温到出炉时间7‑8小时。本发明生产的弹簧钢组织均匀、致密，综合性能满足高铁弹簧用弹簧钢技术要求，表面质量好，无缺陷，提升材料疲劳性能；大压缩比轧制，改善铸坯原始表面对成品表面的影响，提高成品弹簧钢表面质量，解决潜在的进口高铁弹簧卡脖子问题。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁生产技术领域，特别是涉及一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法。
背景技术
高铁动车组转向架弹簧是动车组车辆转向架系统重要零部件之一，51CrV4是高铁动车组转向架弹簧用钢。高铁技术开发初期，高铁动车组转向架弹簧全部进口，随着高铁技术国产化的推进，开启了高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢钢国产化进程。
高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢有高的要求：氧含量≤12ppm，氢含量≤1.2ppm；力学性能：Rp≥1200Mpa、R0.2：1350～1650Mpa、A≥6%、Z≥30%；冲击功（20℃）AKU（J）≥10J(5mm缺口)；奥氏体晶粒度≥7级；表面质量：粗糙度≤2.5um，无缺陷。
如何从纯净度、组织均匀性、表面质量控制等方面控制，提高弹簧钢疲劳性能，满足高铁弹簧使用要求，是目前的技术难点所在。
发明内容
本发明针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法，包括以下工艺流程：电炉/转炉冶炼→LF精炼→VD/RH真空处理→大方坯连铸→步进炉加热→开坯→步进炉加热→轧制→连续退火炉退火→矫直、剥皮→磨光→探伤→检验→涂油、包装，步进炉加热采用高温及长时加热，均热温度1210-1270℃，总加热时间≥300min；连续退火炉退火，炉温710±10℃，到温到出炉时间7-8小时。
本发明进一步限定的技术方案是：
前所述的一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法，采用剥皮+磨光的银亮加工方式，磨削量0.06-0.10mm。
前所述的一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法，步进炉加热采用高温及长时加热，均热温度1210-1230℃，总加热时间336min，高温保温时间150min；连续退火炉退火，炉温705℃，到温到出炉时间7小时，磨削量0.06-0.07mm。
前所述的一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法，步进炉加热采用高温及长时加热，均热温度1250-1270℃，总加热时间310min，高温保温时间160min；连续退火炉退火，炉温710℃，到温到出炉时间7.8小时，磨削量0.08-0.09mm。
前所述的一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法，脱碳为0；退火组织中渗碳体细小，弥散分布；成品试样经860℃保温60min奥氏体化，晶粒细小；成品材表面光亮，无缺陷；钢材低倍组织致密，组织级别低，无缺陷。
本发明的有益效果是：通过加热采用高温长时加热，改善钢中化学成分偏析，改善钢材性能；通过适当的退火工艺控制，退火后钢中渗碳体细小，分布均匀，有利于后道热处理工艺控制；成品钢材无脱碳，表面无缺陷；对弹簧钢内部组织及均匀性、纯净度、脱碳、表面缺陷影响疲劳性能的关键指标进行全面控制，解决潜在的进口高铁弹簧卡脖子问题。
附图说明
图1为脱碳示意图；
图2为退火组织示意图；
图3为奥氏体晶粒示意图；
图4为银亮材表面示意图；
图5为钢材低倍组织示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法，包括以下工艺流程：EBT电炉冶炼→LF精炼炉→VD处理→大方坯连铸→步进炉加热（均热温度1210-1230℃，总加热时间336min，高温保温时间150min）→开坯→步进炉加热→轧制→连续退火炉退火（炉温705℃，到温到出炉时间7小时）→矫直、剥皮→磨光（磨削量0.06-0.07mm）→探伤（超声+漏磁）→检验→涂油、包装。
本流程生产成品材理化检测性能优良，表面状态良好(轧制号：M10493001)：
（1）低倍
| 中心疏松 | 一般疏松 | 锭型偏析 | 缺陷 | |
| 标准要求 | ≤1.5 | ≤1.5 | ≤1.5 | 无缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮、白点、晶间裂纹等有害缺陷。 |
| 试验结果 | 0.5/0.5 | 1.0/0.5 | 0.5/0.5 | 无以上缺陷 |
（2）脱碳层深度
| 标准要求 | 无脱碳 |
| 检验结果 | 0 |
（3）晶粒度
热处理温度及保温时间：860℃保温60min
| 标准要求 | ≥6级 |
| 试验结果 | 8.5级 |
（4）力学性能
（5）硬度
| 标准要求 | ≤248HBW |
| 试验结果 | 207/210/208 |
（6）表面质量
表面粗糙度：Ra：1.2um；表面无缺陷。
实施例2
本实施例提供的一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法，包括以下工艺流程：EBT电炉冶炼→LF精炼炉→VD处理→大方坯连铸→步进炉加热（均热温度1250-1270℃，总加热时间310min，高温保温时间160min）→开坯→步进炉加热→轧制→连续退火炉退火（炉温710℃，到温到出炉时间7.8小时）→矫直、剥皮→磨光（磨削量0.08-0.09mm）→探伤（超声+漏磁）→检验→涂油、包装。
本流程生产成品材理化检测性能优良，表面状态良好(轧制号：M10528901)：
（1）低倍
| 中心疏松 | 一般疏松 | 锭型偏析 | 缺陷 | |
| 标准要求 | ≤1.5 | ≤1.5 | ≤1.5 | 无缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮、白点、晶间裂纹等有害缺陷。 |
| 试验结果 | 0.5/0.5 | 0.5/0.5 | 0.5/0.5 | 无以上缺陷 |
（2）脱碳层深度
| 标准要求 | 无脱碳 |
| 检验结果 | 0 |
（3）晶粒度
热处理温度及保温时间：860℃保温60min
| 标准要求 | ≥6级 |
| 试验结果 | 8.0级 |
（4）力学性能
（5）硬度
| 标准要求 | ≤248HBW |
| 试验结果 | 203/206/210 |
（6）表面质量
表面粗糙度：Ra：1.1um；表面无缺陷。
生产的51CrV4高铁动车组转向架弹簧用钢：脱碳为0（见图1）；退火组织中渗碳体细小，弥散分布（图2）；成品试样经860℃保温60min奥氏体化，晶粒细小（见图3）；成品材表面光亮，无缺陷（见图4）;钢材低倍组织致密，组织级别低，无缺陷（见图5）。
可见，本发明生产的弹簧钢组织均匀、致密，综合性能满足高铁弹簧用弹簧钢技术要求，表面质量好，无缺陷，提升材料疲劳性能；大压缩比轧制，改善铸坯原始表面对成品表面的影响，提高成品弹簧钢表面质量。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法，包括以下工艺流程：电炉/转炉冶炼→LF精炼→VD/RH真空处理→大方坯连铸→步进炉加热→开坯→步进炉加热→轧制→连续退火炉退火→矫直、剥皮→磨光→探伤→检验→涂油、包装，其特征在于：步进炉加热采用高温及长时加热，均热温度1210-1270℃，总加热时间≥300min；连续退火炉退火，炉温710±10℃，到温到出炉时间7-8小时。
2.根据权利要求1所述的一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法，其特征在于：采用剥皮+磨光的银亮加工方式，磨削量0.06-0.10mm。
3.根据权利要求2所述的一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法，其特征在于：步进炉加热采用高温及长时加热，均热温度1210-1230℃，总加热时间336min，高温保温时间150min；连续退火炉退火，炉温705℃，到温到出炉时间7小时，磨削量0.06-0.07mm。
4.根据权利要求1所述的一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法，其特征在于：步进炉加热采用高温及长时加热，均热温度1250-1270℃，总加热时间310min，高温保温时间160min；连续退火炉退火，炉温710℃，到温到出炉时间7.8小时，磨削量0.08-0.09mm。
5.根据权利要求1所述的一种高铁动车组转向架弹簧用51CrV4弹簧钢制造方法，其特征在于：脱碳为0；退火组织中渗碳体细小，弥散分布；成品试样经860℃保温60min奥氏体化，晶粒细小；成品材表面光亮，无缺陷；钢材低倍组织致密，组织级别低，无缺陷。
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|---|
| 李作贤 等: "汽车悬挂弹簧钢丝60Si2CrA的生产与研制" * |
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