CN115058663A - 一种高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管及其生产方法,钢管化学成分如下:C:0.38~0.44%,Mn:1.20~1.40%,S≤0.005%,P≤0.020%,Si:0.15~0.30%,Cr:0.15~0.30%,Ti:0.020~0.040%,Als:0.020~0.050%,B:0.0015~0.0035%,H≤0.0002%,O≤0.0020%,N≤0.0060%,Cu≤0.10%,其余为铁和不可避免的杂质。生产方法包括冶炼、连铸、加热、热轧、卷取、纵剪分条、焊接、酸洗、退火、矫直、酸洗、磷化、皂化、冷轧、正火工序。本发明钢管具有较高的扭转疲劳性能,可实现空心稳定杆高度轻量化。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域,具体涉及一种高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管及其生产方法。
背景技术
横向稳定杆,是汽车悬挂中的一种辅助弹性元件,它的作用是防止车身在转弯时发生过大的横向侧倾,目的是防止汽车横向倾翻和改善平顺性。横向稳定杆按照制造的材料不同分为实心杆和空心杆两大类,由于使用空心稳定杆可以获得30%-45%的减重效果,因此空心稳定杆成为目前稳定杆领域的研究热点。
空心杆有两种制造工艺,一种为使用35CrMo、42CrMo等结构钢材料制造为无缝管生产,另一种为使用22MnB5、26MnB5、34MnB5等锰硼钢材料制造为焊管生产。因无缝管材料空心稳定杆内部缺陷较多、疲劳性能差且不稳定、制造成本高等缺点,焊管材料空心稳定杆正在逐步代替无缝管,成为汽车稳定杆领域的发展趋势,市场前景广阔。
中国专利CN109423580A公开一种汽车空心稳定杆用钢管及其制造方法,淬火态抗拉强度≥1700MPa,淬火态屈服强度≥1300MPa,钢管淬火态强度较低,回火后强度将下降,难以满足高度轻量化减重需求,添加了Mo元素,合金成本高,且经过多次冷轧、冷拔(相邻冷加工道次之间进行热处理)至成品尺寸,经过多道次加工产品性能变差,且综合制造成本较高。
鉴于此,如何生产高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管,满足高度轻量化需求,成为行业内亟待解决的难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管及其生产方法,通过优化成分设计以及热轧、焊接、热处理等工艺,开发性能更优的空心稳定杆用钢管,解决了常规空心稳定杆不能实现进一步轻量化需求的技术难题。
为解决上述技术问题,本发明采取的技术方案是:一种高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管,所述钢管化学成分组成及质量百分含量为:C:0.38~0.44%,Mn:1.20~1.40%,S≤0.005%,P≤0.020%,Si:0.15~0.30%,Cr:0.15~0.30%,Ti:0.020~0.040%,Als:0.020~0.050%,B:0.0015~0.0035%,H≤0.0002%,O≤0.0020%,N≤0.0060%,Cu≤0.10%,其余为铁和不可避免的杂质。
本发明所述汽车空心稳定杆用钢管的壁厚为2.6-5.3mm,外径为19.6-29mm。
本发明所述汽车空心稳定杆用钢管的微观组织为铁素体+珠光体+弥散分布的碳化物组织,焊缝流线对称。
本发明所述汽车空心稳定杆用钢管的抗拉强度为650-850MPa,屈服强度为400-600MPa,延伸率25-29%;汽车空心稳定杆用钢管的内表面和外表面没有完全脱碳层,内表面和外表面部分脱碳层深度单边≤0.02mm。
本发明所述汽车空心稳定杆用钢管淬火、回火后抗拉强度≥1800Mpa,屈服强度≥1400Mpa,断后延伸率≥10%,内外表面脱碳层深度均为0mm,扭转疲劳次数大于30万次。
本发明所述淬火、回火工艺可参考如下:使用油淬,淬火温度925±20℃,回火温度280±20℃。
本发明还提供一种上述高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管的生产方法,所述生产方法包括冶炼、连铸、加热、热轧、卷取、纵剪分条、焊接、酸洗、退火、矫直、酸洗、磷化、皂化、冷轧、正火工序,其包括如下步骤:
(1)冶炼:按照权利要求1所述化学成分的配比进行冶炼;
(2)连铸:浇铸成铸坯,铸坯表面进行全修磨,修磨深度≥2mm;
(3)加热:铸坯进步进式加热炉加热,铸坯在加热炉内停留时间为130~220min,铸坯出加热炉温度为1200~1260℃;
(4)热轧:铸坯经五道次粗轧,粗轧温度为1040~1080℃,粗轧中间坯厚度为34~40mm;粗轧后中间坯进入热卷箱卷取,除鳞后经七机架润滑轧机热连精轧,精轧开轧温度为1020~1060℃,终轧温度为810~850℃,轧制厚度4.2-6.0mm;
(5)卷取:热轧后卷取成热卷,卷取温度650~710℃;
(6)纵剪分条:对热卷进行开卷和纵剪分条;
(7)焊接:对分条后的小卷进行辊压成型、焊接,去除焊缝内、外毛刺;焊管外径32-38mm;
(8)酸洗:对焊管进行酸洗,清洗表面氧化铁皮;
(9)退火:对焊接管退火处理,消除内应力,退火温度700-810℃;
(10)矫直:对退火钢管进行矫直,钢管不平度度≤2mm/m;
(11)酸洗、磷化、皂化:对退火钢管进行酸洗、磷化、皂化,去除表面氧化铁皮,进行润滑处理;
(12)冷轧:使用二辊轧机经轧制加工为小口径尺寸,冷轧管外径19.6-29mm,冷轧管壁厚2.6-5.3mm;
(13)正火:对冷轧管进行正火处理,热处理温度850-880℃,得到正火管,即汽车空心稳定杆用钢管。
本发明所述步骤(5)中,热卷的抗拉强度为680-800MPa,屈服强度为400-540MPa,断后延伸率23-27.5%,保证焊接时成形性能,避免焊接时发生回弹而影响焊缝质量。
本发明所述步骤(5)中,热卷的单个夹杂物最大尺寸≤60um,按照DIN50602标准法检验卷板的夹杂物数量,K3≤1,带状组织评级2-2.5级,晶粒度11-12级;热卷没有全脱碳层,单面总脱碳层深度≤0.03mm。
本发明所述步骤(7)中,焊缝熔合线控制为0.02-0.12mm,焊缝流线角度控制为40-70度。
本发明所述步骤(12)中,冷轧加工变形量为12-38%,根据不同钢管规格控制冷轧变形量,避免出现冷轧开裂,同时保证成品性能。
在本发明钢的成分设计中:
C:是提高强度的重要元素,能够起到固溶强化和提高淬透性的作用,但C含量过高导致钢的塑性、韧性、焊接性显著降低。因此本发明中C含量控制为0.38~0.44%。
Si:是脱氧元素,起到一定的固溶强化作用,能够强化铁素体以提高强度,但Si含量过高,钢管韧性将降低。因此本发明中Si含量控制为0.15~0.30%。
Mn:是固溶强化的重要元素,能够提高钢的强度。同时添加Mn能够提高钢的淬透性,提高钢管强度,但Mn含量过高导致钢的塑性、韧性、焊接性降低,影响扭转疲劳性能。因此本发明中Mn含量控制为1.20~1.40%。
Cr:是提高钢的淬透性重要元素,能够提高钢的强度,能够抑制珠光体和贝氏体的生成,但Cr含量过高,影响钢的塑性、韧性。因此本发明中Cr含量控制为0.15~0.30%。
Ti:是氮化物形成的元素,与钢中N结合形成TiN化合物,抑制脆性BN的析出,改善钢的塑性、韧性。同时考虑成本因素,因此本发明中Ti含量控制为0.020~0.040%。
Als:是脱氧元素,有利于提高钢的塑性、韧性,但Als含量过高,钢中的硫化物夹杂较多,影响钢的扭转疲劳性能。因此本发明中Als含量控制为0.020~0.050%。
B:是提高淬透性的重要元素,能够提高钢的强度,同时考虑成本因素,因此本发明中B含量控制为0.0015~0.0035%。
H:是有害元素,H含量过高会出现“氢脆”问题,成为裂纹源造成疲劳开裂,影响钢的扭转疲劳性能,需要严格限定H含量。因此本发明中H含量控制为≤0.0002%。
O:是氧化物夹杂的组成元素,O含量过高会出现大尺寸、数量较多的氧化物夹杂,夹杂物会成为裂纹源造成疲劳开裂,影响钢的扭转疲劳性能,需要严格限定O含量。因此本发明中O含量控制为≤0.0020%。
S:是有害元素,会导致钢的“热脆”,恶化钢的质量,需严格限定S含量。因此本发明中S含量控制为≤0.005%。
P:是有害元素,会导致钢的“冷脆”,在冷加工时容易脆裂,也影响焊接性能,需严格限定P含量。因此本发明中P含量控制为≤0.020%。
Cu:是有害元素,影响钢的扭转疲劳性能。因此本发明中Cu含量控制为≤0.10%。
在本发明钢的工艺设计中:
加热:热卷表面脱碳严重将遗传到钢管,脱碳严重位置会造成钢的性能不均匀,会成为裂纹源造成疲劳开裂,影响钢的扭转疲劳性能,因此要求热卷不允许有全脱碳层,单面总脱碳层深度最大不超过0.03mm。为控制脱碳层,需调整加热炉内气氛,控制残氧含量低于2%。
热轧:钢的带状组织严重,会成为裂纹源造成疲劳开裂,影响钢的扭转疲劳性能,因此要求带状组织控制在2-2.5级;晶粒度决定热卷性能,为保证性能及后续成型要求,要求热卷晶粒度控制在11-12级。降低终轧温度、卷取温度,有助于改善带状组织。因此设计终轧温度为810~850℃,卷取温度650~710℃,形成铁素体+珠光体组织,在满足性能要求的同时改善带状组织。
焊接:焊接质量是影响扭转疲劳性能的关键点之一,钢的焊接质量差,会成为裂纹源造成疲劳开裂,影响钢的扭转疲劳性能,为保证焊接质量,需严格控制焊缝熔合线、焊缝熔合线,因此要求焊缝熔合线控制为0.02-0.12mm,焊缝流线角度控制为40-70度。焊管表面脱碳,将遗传到下个工序的产品中,脱碳严重位置会造成钢的性能不均匀,会成为裂纹源造成疲劳开裂,影响钢的扭转疲劳性能,因此需严格控制脱碳层,要求焊管焊缝及其影响区内外表面无全脱碳,半脱碳层深度<0.02mm。同时焊接后进行扩孔、压扁试验,要求焊缝不开裂,保证焊接质量满足要求。
正火:通过正火处理,消除钢管内应力,细化晶粒,降低强度、提高钢管延伸率以改善钢管性能,形成铁素体+珠光体+弥散分布的碳化物组织,有助于后续成型。钢管表面脱碳,脱碳严重位置会造成钢的性能不均匀,会成为裂纹源造成疲劳开裂,影响钢的扭转疲劳性能,因此需严格控制脱碳层,要求钢管的内表面和外表面不允许有完全脱碳,内表面和外表面部分脱碳层深度单边≤0.02mm。为优化钢管性能,控制脱碳层,设计正火温度为850-880℃。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:
1、本发明采用碳-锰-钛-铬系成分设计,通过优化成分设计以及热轧、焊接、热处理等工艺,开发强度更高、疲劳性能优异、可实现高度轻量化的空心稳定杆用钢管,较常规空心稳定杆可再减重10-15%,实现空心稳定杆高度轻量化,有利于减轻汽车底盘重量,降低汽车燃油消耗,满足日益增长的汽车轻量化需求。
2、本发明方法生产的高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管,内、外表面光亮,内外壁无脱碳,焊缝流线对称,焊缝质量稳定,汽车空心稳定杆用钢管具有较高的抗扭转疲劳性能,可用于生产在高应力水平条件下使用的空心稳定杆,并可大大降低空心稳定杆的重量。
3、本发明方法生产的高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管,淬火、回火后抗拉强度≥1800Mpa,屈服强度≥1400Mpa,延伸率≥10%,内外表面脱碳层深度均为0mm,扭转疲劳次数大于30万次。
附图说明
图1为本发明实施例8汽车空心稳定杆用钢管焊缝芯部50倍金相组织图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管的生产方法包括冶炼、连铸、加热、热轧、卷取、纵剪分条、焊接、酸洗、退火、矫直、酸洗、磷化、皂化、冷轧、正火工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)冶炼工序:按照表1所示化学元素质量百分配比进行冶炼(化学成分同汽车空心稳定杆用钢管);
(2)连铸工序:浇铸成铸坯,铸坯表面进行全修磨,修磨深度2mm;
(3)加热工序:铸坯进步进式加热炉加热,铸坯在加热炉内停留时间为130min,铸坯出加热炉温度为1200℃;
(4)热轧工序:铸坯经五道次粗轧,粗轧温度为1040℃,粗轧中间坯厚度为34mm;粗轧后进入热卷箱卷取,除鳞后经七机架润滑轧机热连精轧,精轧开轧温度为1020℃,终轧温度为810℃,轧制厚度6.0mm;
(5)卷取工序:热轧后卷取成卷,卷取温度710℃;
(6)纵剪分条工序:对热卷进行开卷和纵剪分条,分条规格98mm;
(7)焊接工序:对分条后的小卷进行辊压成型、焊接,去除焊缝内、外毛刺;焊管外径38mm;焊缝熔合线控制为0.12mm,焊缝流线角度控制为70度;
(8)酸洗工序:对焊管进行酸洗,清洗表面氧化铁皮;
(9)退火工序:对焊接管退火处理,消除内应力,退火温度810℃;
(10)矫直工序:对退火钢管进行矫直,钢管不平度度2mm/m;
(11)酸洗、磷化、皂化工序:对退火钢管进行酸洗、磷化、皂化,去除表面氧化铁皮,进行润滑处理;
(12)冷轧工序:使用二辊轧机经轧制加工为小口径尺寸,冷轧加工变形量为12%,冷轧管规格φ29*5.3mm;
(13)正火工序:对冷轧管进行正火处理,热处理温度880℃。
本实施例空心稳定杆用热卷性能见表2;热卷显微组织评级及夹杂物控制见表3;正火管(即汽车空心稳定杆用钢管)力学性能及正火管淬火、回火后力学性能见表4。
实施例2
本实施例高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管的生产方法包括冶炼、连铸、加热、热轧、卷取、纵剪分条、焊接、酸洗、退火、矫直、酸洗、磷化、皂化、冷轧、正火工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)冶炼工序:按照表1所示化学元素质量百分配比进行冶炼(化学成分同汽车空心稳定杆用钢管);
(2)连铸工序:浇铸成铸坯,铸坯表面进行全修磨,修磨深度2mm;
(3)加热工序:铸坯进步进式加热炉加热,铸坯在加热炉内停留时间为200min,铸坯出加热炉温度为1210℃;
(4)热轧工序:铸坯经五道次粗轧,粗轧温度为1050℃,粗轧中间坯厚度为34mm;粗轧后进入热卷箱卷取,除鳞后经七机架润滑轧机热连精轧,精轧开轧温度为1030℃,终轧温度为820℃,轧制厚度5.3mm;
(5)卷取工序:热轧后卷取成卷,卷取温度700℃;
(6)纵剪分条工序:对热卷进行开卷和纵剪分条,分条规格99mm;
(7)焊接工序:对分条后的小卷进行辊压成型、焊接,去除焊缝内、外毛刺;焊管外径36mm;焊缝熔合线控制为0.10mm,焊缝流线角度控制为60度;
(8)酸洗工序:对焊管进行酸洗,清洗表面氧化铁皮;
(9)退火工序:对焊接管退火处理,消除内应力,退火温度800℃;
(10)矫直工序:对退火钢管进行矫直,钢管不平度度1mm/m;
(11)酸洗、磷化、皂化工序:对退火钢管进行酸洗、磷化、皂化,去除表面氧化铁皮,进行润滑处理;
(12)冷轧工序:使用二辊轧机经轧制加工为小口径尺寸,冷轧加工变形量为15%,冷轧管规格φ27*4.5mm;
(13)正火工序:对冷轧管进行正火处理,热处理温度870℃。
本实施例空心稳定杆用热卷性能见表2;热卷显微组织评级及夹杂物控制见表3;正火管力学性能及正火管淬火、回火后力学性能见表4。
实施例3
本实施例高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管的生产方法包括冶炼、连铸、加热、热轧、卷取、纵剪分条、焊接、酸洗、退火、矫直、酸洗、磷化、皂化、冷轧、正火工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)冶炼工序:按照表1所示化学元素质量百分配比进行冶炼(化学成分同汽车空心稳定杆用钢管);
(2)连铸工序:浇铸成铸坯,铸坯表面进行全修磨,修磨深度2mm;
(3)加热工序:铸坯进步进式加热炉加热,铸坯在加热炉内停留时间为180min,铸坯出加热炉温度为1230℃;
(4)热轧工序:铸坯经五道次粗轧,粗轧温度为1060℃,粗轧中间坯厚度为35mm;粗轧后进入热卷箱卷取,除鳞后经七机架润滑轧机热连精轧,精轧开轧温度为1040℃,终轧温度为830℃,轧制厚度5.3mm;
(5)卷取工序:热轧后卷取成卷,卷取温度690℃;
(6)纵剪分条工序:对热卷进行开卷和纵剪分条,分条规格99mm;
(7)焊接工序:对分条后的小卷进行辊压成型、焊接,去除焊缝内、外毛刺;焊管外径34mm;焊缝熔合线控制为0.08mm,焊缝流线角度控制为50度;
(8)酸洗工序:对焊管进行酸洗,清洗表面氧化铁皮;
(9)退火工序:对焊接管退火处理,消除内应力,退火温度790℃;
(10)矫直工序:对退火钢管进行矫直,钢管不平度度1mm/m;
(11)酸洗、磷化、皂化工序:对退火钢管进行酸洗、磷化、皂化,去除表面氧化铁皮,进行润滑处理;
(12)冷轧工序:使用二辊轧机经轧制加工为小口径尺寸,冷轧加工变形量为15%,冷轧管规格φ26*4.5mm;
(13)正火工序:对冷轧管进行正火处理,热处理温度860℃。
本实施例空心稳定杆用热卷性能见表2;热卷显微组织评级及夹杂物控制见表3;正火管力学性能及正火管淬火、回火后力学性能见表4。
实施例4
本实施例高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管的生产方法包括冶炼、连铸、加热、热轧、卷取、纵剪分条、焊接、酸洗、退火、矫直、酸洗、磷化、皂化、冷轧、正火工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)冶炼工序:按照表1所示化学元素质量百分配比进行冶炼(化学成分同汽车空心稳定杆用钢管);
(2)连铸工序:浇铸成铸坯,铸坯表面进行全修磨,修磨深度3mm;
(3)加热工序:铸坯进步进式加热炉加热,铸坯在加热炉内停留时间为145min,铸坯出加热炉温度为1240℃;
(4)热轧工序:铸坯经五道次粗轧,粗轧温度为1070℃,粗轧中间坯厚度为36mm;粗轧后进入热卷箱卷取,除鳞后经七机架润滑轧机热连精轧,精轧开轧温度为1050℃,终轧温度为840℃,轧制厚度5.0mm;
(5)卷取工序:热轧后卷取成卷,卷取温度680℃;
(6)纵剪分条工序:对热卷进行开卷和纵剪分条,分条规格99.5mm;
(7)焊接工序:对分条后的小卷进行辊压成型、焊接,去除焊缝内、外毛刺;焊管外径32mm;焊缝熔合线控制为0.06mm,焊缝流线角度控制为50度;
(8)酸洗工序:对焊管进行酸洗,清洗表面氧化铁皮;
(9)退火工序:对焊接管退火处理,消除内应力,退火温度780℃;
(10)矫直工序:对退火钢管进行矫直,钢管不平度度1mm/m;
(11)酸洗、磷化、皂化工序:对退火钢管进行酸洗、磷化、皂化,去除表面氧化铁皮,进行润滑处理;
(12)冷轧工序:使用二辊轧机经轧制加工为小口径尺寸,冷轧加工变形量为20%,冷轧管规格φ25*4mm;
(13)正火工序:对冷轧管进行正火处理,热处理温度865℃。
本实施例空心稳定杆用热卷性能见表2;热卷显微组织评级及夹杂物控制见表3;正火管力学性能及正火管淬火、回火后力学性能见表4。
实施例5
本实施例高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管的生产方法包括冶炼、连铸、加热、热轧、卷取、纵剪分条、焊接、酸洗、退火、矫直、酸洗、磷化、皂化、冷轧、正火工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)冶炼工序:按照表1所示化学元素质量百分配比进行冶炼(化学成分同汽车空心稳定杆用钢管);
(2)连铸工序:浇铸成铸坯,铸坯表面进行全修磨,修磨深度3mm;
(3)加热工序:铸坯进步进式加热炉加热,铸坯在加热炉内停留时间为150min,铸坯出加热炉温度为1250℃;
(4)热轧工序:铸坯经五道次粗轧,粗轧温度为1065℃,粗轧中间坯厚度为38mm;粗轧后进入热卷箱卷取,除鳞后经七机架润滑轧机热连精轧,精轧开轧温度为1035℃,终轧温度为845℃,轧制厚度5.0mm;
(5)卷取工序:热轧后卷取成卷,卷取温度670℃;
(6)纵剪分条工序:对热卷进行开卷和纵剪分条,分条规格99.5mm;
(7)焊接工序:对分条后的小卷进行辊压成型、焊接,去除焊缝内、外毛刺;焊管外径34mm;焊缝熔合线控制为0.05mm,焊缝流线角度控制为60度;
(8)酸洗工序:对焊管进行酸洗,清洗表面氧化铁皮;
(9)退火工序:对焊接管退火处理,消除内应力,退火温度770℃;
(10)矫直工序:对退火钢管进行矫直,钢管不平度度2mm/m;
(11)酸洗、磷化、皂化工序:对退火钢管进行酸洗、磷化、皂化,去除表面氧化铁皮,进行润滑处理;
(12)冷轧工序:使用二辊轧机经轧制加工为小口径尺寸,冷轧加工变形量为30%,冷轧管规格φ23.2*3.5mm;
(13)正火工序:对冷轧管进行正火处理,热处理温度855℃。
本实施例空心稳定杆用热卷性能见表2;热卷显微组织评级及夹杂物控制见表3;正火管力学性能及正火管淬火、回火后力学性能见表4。
实施例6
本实施例高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管的生产方法包括冶炼、连铸、加热、热轧、卷取、纵剪分条、焊接、酸洗、退火、矫直、酸洗、磷化、皂化、冷轧、正火工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)冶炼工序:按照表1所示化学元素质量百分配比进行冶炼(化学成分同汽车空心稳定杆用钢管);
(2)连铸工序:浇铸成铸坯,铸坯表面进行全修磨,修磨深度2mm;
(3)加热工序:铸坯进步进式加热炉加热,铸坯在加热炉内停留时间为160min,铸坯出加热炉温度为1200℃;
(4)热轧工序:铸坯经五道次粗轧,粗轧温度为1075℃,粗轧中间坯厚度为40mm;粗轧后进入热卷箱卷取,除鳞后经七机架润滑轧机热连精轧,精轧开轧温度为1055℃,终轧温度为825℃,轧制厚度5.0mm;
(5)卷取工序:热轧后卷取成卷,卷取温度660℃;
(6)纵剪分条工序:对热卷进行开卷和纵剪分条,分条规格99.5mm;
(7)焊接工序:对分条后的小卷进行辊压成型、焊接,去除焊缝内、外毛刺;焊管外径34mm;焊缝熔合线控制为0.08mm,焊缝流线角度控制为70度;
(8)酸洗工序:对焊管进行酸洗,清洗表面氧化铁皮;
(9)退火工序:对焊接管退火处理,消除内应力,退火温度760℃;
(10)矫直工序:对退火钢管进行矫直,钢管不平度度1mm/m;
(11)酸洗、磷化、皂化工序:对退火钢管进行酸洗、磷化、皂化,去除表面氧化铁皮,进行润滑处理;
(12)冷轧工序:使用二辊轧机经轧制加工为小口径尺寸,冷轧加工变形量为28%,冷轧管规格φ21.7*3.6mm;
(13)正火工序:对冷轧管进行正火处理,热处理温度850℃。
本实施例空心稳定杆用热卷性能见表2;热卷显微组织评级及夹杂物控制见表3;正火管力学性能及正火管淬火、回火后力学性能见表4。
实施例7
本实施例高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管的生产方法包括冶炼、连铸、加热、热轧、卷取、纵剪分条、焊接、酸洗、退火、矫直、酸洗、磷化、皂化、冷轧、正火工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)冶炼工序:按照表1所示化学元素质量百分配比进行冶炼(化学成分同汽车空心稳定杆用钢管);
(2)连铸工序:浇铸成铸坯,铸坯表面进行全修磨,修磨深度2mm;
(3)加热工序:铸坯进步进式加热炉加热,铸坯在加热炉内停留时间为210min,铸坯出加热炉温度为1245℃;
(4)热轧工序:铸坯经五道次粗轧,粗轧温度为1045℃,粗轧中间坯厚度为36mm;粗轧后进入热卷箱卷取,除鳞后经七机架润滑轧机热连精轧,精轧开轧温度为1040℃,终轧温度为830℃,轧制厚度4.2mm;
(5)卷取工序:热轧后卷取成卷,卷取温度670℃;
(6)纵剪分条工序:对热卷进行开卷和纵剪分条,分条规格101.5mm;
(7)焊接工序:对分条后的小卷进行辊压成型、焊接,去除焊缝内、外毛刺;焊管外径34mm;焊缝熔合线控制为0.07mm,焊缝流线角度控制为65度;
(8)酸洗工序:对焊管进行酸洗,清洗表面氧化铁皮;
(9)退火工序:对焊接管退火处理,消除内应力,退火温度750℃;
(10)矫直工序:对退火钢管进行矫直,钢管不平度度1mm/m;
(11)酸洗、磷化、皂化工序:对退火钢管进行酸洗、磷化、皂化,去除表面氧化铁皮,进行润滑处理;
(12)冷轧工序:使用二辊轧机经轧制加工为小口径尺寸,冷轧加工变形量为29%,冷轧管规格φ20*3mm;
(13)正火工序:对冷轧管进行正火处理,热处理温度870℃。
本实施例空心稳定杆用热卷性能见表2;热卷显微组织评级及夹杂物控制见表3;正火管力学性能及正火管淬火、回火后力学性能见表4。
实施例8
本实施例高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管的生产方法包括冶炼、连铸、加热、热轧、卷取、纵剪分条、焊接、酸洗、退火、矫直、酸洗、磷化、皂化、冷轧、正火工序,具体工艺步骤如下所述:
(1)冶炼工序:按照表1所示化学元素质量百分配比进行冶炼(化学成分同汽车空心稳定杆用钢管);
(2)连铸工序:浇铸成铸坯,铸坯表面进行全修磨,修磨深度2mm;
(3)加热工序:铸坯进步进式加热炉加热,铸坯在加热炉内停留时间为220min,铸坯出加热炉温度为1260℃;
(4)热轧工序:铸坯经五道次粗轧,粗轧温度为1080℃,粗轧中间坯厚度为40mm;粗轧后进入热卷箱卷取,除鳞后经七机架润滑轧机热连精轧,精轧开轧温度为1060℃,终轧温度为850℃,轧制厚度4.2mm;
(5)卷取工序:热轧后卷取成卷,卷取温度650℃;
(6)纵剪分条工序:对热卷进行开卷和纵剪分条,分条规格101.5mm;
(7)焊接工序:对分条后的小卷进行辊压成型、焊接,去除焊缝内、外毛刺;焊管外径32mm;焊缝熔合线控制为0.02mm,焊缝流线角度控制为40度;
(8)酸洗工序:对焊管进行酸洗,清洗表面氧化铁皮;
(9)退火工序:对焊接管退火处理,消除内应力,退火温度700℃;
(10)矫直工序:对退火钢管进行矫直,钢管不平度度1mm/m;
(11)酸洗、磷化、皂化工序:对退火钢管进行酸洗、磷化、皂化,去除表面氧化铁皮,进行润滑处理;
(12)冷轧工序:使用二辊轧机经轧制加工为小口径尺寸,冷轧加工变形量为38%,冷轧管规格φ19.6*2.6mm;
(13)正火工序:对冷轧管进行正火处理,热处理温度850℃。
本实施例空心稳定杆用热卷性能见表2;热卷显微组织评级及夹杂物控制见表3;正火管力学性能及正火管淬火、回火后力学性能见表4。图1为实施例8焊缝芯部50倍金相组织图(其余实施例附图相同,省略)。
表1 实施例1-8热卷的化学成分组成及其质量百分含量(%)
表2 实施例1-8热卷的力学性能
表3 实施例1-8热卷的显微组织评级及夹杂物控制
表4实施例1-8正火管力学性能及正火管淬火、回火后力学性能
注:扭转疲劳次数均大于30万次,满足疲劳寿命要求,即为合格。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管,其特征在于:所述钢管化学成分组成及质量百分含量为:C:0.38~0.44%,Mn:1.20~1.40%,S≤0.005%,P≤0.020%,Si:0.15~0.30%,Cr:0.15~0.30%,Ti:0.020~0.040%,Als:0.020~0.050%,B:0.0015~0.0035%,H≤0.0002%,O≤0.0020%,N≤0.0060%,Cu≤0.10%,其余为铁和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管,其特征在于:所述汽车空心稳定杆用钢管的壁厚为2.6-5.3mm,外径为19.6-29mm。
3.根据权利要求1所述的一种高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管,其特征在于:所述汽车空心稳定杆用钢管的微观组织为铁素体+珠光体+弥散分布的碳化物组织,焊缝流线对称。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管,其特征在于:所述汽车空心稳定杆用钢管的抗拉强度为650-850MPa,屈服强度为400-600MPa,延伸率25-29%;汽车空心稳定杆用钢管的内表面和外表面没有完全脱碳层,内表面和外表面部分脱碳层深度单边≤0.02mm。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管,其特征在于:所述汽车空心稳定杆用钢管淬火、回火后抗拉强度≥1800Mpa,屈服强度≥1400Mpa,断后延伸率≥10%,内外表面脱碳层深度均为0mm,扭转疲劳次数大于30万次。
6.基于权利要求1-3任意一项所述的高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管的生产方法,其特征在于:所述生产方法包括冶炼、连铸、加热、热轧、卷取、纵剪分条、焊接、酸洗、退火、矫直、酸洗、磷化、皂化、冷轧、正火工序,其包括如下步骤:
(1)冶炼:按照权利要求1所述化学成分的配比进行冶炼;
(2)连铸:浇铸成铸坯,铸坯表面进行全修磨,修磨深度≥2mm;
(3)加热:铸坯进步进式加热炉加热,铸坯在加热炉内停留时间为130~220min,铸坯出加热炉温度为1200~1260℃;
(4)热轧:铸坯经五道次粗轧,粗轧温度为1040~1080℃,粗轧中间坯厚度为34~40mm;粗轧后中间坯进入热卷箱卷取,除鳞后经七机架润滑轧机热连精轧,精轧开轧温度为1020~1060℃,终轧温度为810~850℃,轧制厚度4.2-6.0mm;
(5)卷取:热轧后卷取成热卷,卷取温度650~710℃;
(6)纵剪分条:对热卷进行开卷和纵剪分条;
(7)焊接:对分条后的小卷进行辊压成型、焊接,去除焊缝内、外毛刺;焊管外径32-38mm;
(8)酸洗:对焊管进行酸洗,清洗表面氧化铁皮;
(9)退火:对焊接管退火处理,消除内应力,退火温度700-810℃;
(10)矫直:对退火钢管进行矫直,钢管不平度度≤2mm/m;
(11)酸洗、磷化、皂化:对退火钢管进行酸洗、磷化、皂化,去除表面氧化铁皮,进行润滑处理;
(12)冷轧:使用二辊轧机经轧制加工为小口径尺寸,冷轧管外径19.6-29mm,冷轧管壁厚2.6-5.3mm;
(13)正火:对冷轧管进行正火处理,热处理温度850-880℃,得到正火管,即汽车空心稳定杆用钢管。
7.根据权利要求4所述的高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管的生产方法,其特征在于:所述步骤(5)中,热卷的抗拉强度为680-800MPa,屈服强度为400-540MPa,断后延伸率23-27.5%。
8.根据权利要求4所述的高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管的生产方法,其特征在于:所述步骤(5)中,热卷的单个夹杂物最大尺寸≤60um,按照DIN50602标准法检验卷板的夹杂物数量,K3≤1,带状组织评级2-2.5级,晶粒度11-12级;热卷没有全脱碳层,单面总脱碳层深度≤0.03mm。
9.根据权利要求4所述的高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管的生产方法,其特征在于:所述步骤(7)中,焊缝熔合线控制为0.02-0.12mm,焊缝流线角度控制为40-70度。
10.根据权利要求4所述的高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管的生产方法,其特征在于:所述步骤(12)中,冷轧加工变形量为12-38%。
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CN202210653405.XA CN115058663A (zh) | 2022-06-10 | 2022-06-10 | 一种高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管及其生产方法 |
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CN202210653405.XA CN115058663A (zh) | 2022-06-10 | 2022-06-10 | 一种高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管及其生产方法 |
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Citations (6)
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JP2005076047A (ja) * | 2003-08-28 | 2005-03-24 | Jfe Steel Kk | 耐疲労特性に優れた中空スタビライザの製造方法 |
CN104439949A (zh) * | 2014-11-13 | 2015-03-25 | 江苏省常熟环通实业有限公司 | 一种加长焊接钢管的制备方法 |
CN109423580A (zh) * | 2017-08-30 | 2019-03-05 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种汽车空心稳定杆用钢管及其制造方法 |
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2022
- 2022-06-10 CN CN202210653405.XA patent/CN115058663A/zh active Pending
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