CN116287666A - 一种适用于高应力板簧的弹簧扁钢原材料脱碳层控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种适用于高应力板簧的弹簧扁钢原材料脱碳层控制方法，所述方法包括钢坯处理以及加热的步骤，所述钢坯处理为对钢坯进行抛丸点修磨处理；所述加热为将钢坯送入加热炉，采用三段式加热方式进行加热，其中预热段温度＜650℃，加热段温度1010±50℃，均热段温度1050±50℃，总加热时间90‑120分钟，保证钢坯心部温度≥800℃以上，加热过程中，空气和燃气配比：加热段空气流量/燃气流量≤2.7，均热段空气流量/燃气流量≤2.2，加热炉内残余氧气含量3.0‑7.0％，加热炉内压力保持30‑35Pa。有效的控制了弹簧扁钢的表面脱碳层深度，脱碳层深度≤0.5％的厚度。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁轧制技术领域，具体为一种适用于高应力板簧的弹簧扁钢原材料脱碳层控制方法。
背景技术
伴随着汽车轻量化的进程，提高汽车关键零部件悬架弹簧的设计应力和减轻其重量越来越多地受到汽车生产厂家的重视。轻型客车、大中型卡车所采用的钢板弹簧悬挂系统的重量占汽车自重的8～9％，因而实现钢板弹簧悬挂系统的轻量化对减轻整车重量具有重要的作用。
目前采用52CrMnMoV、51CrMnV等材料制造的高应力板簧取代传统等截面多片簧，重量可减轻20％左右，通过轧制等自动化加工及中频加热等节能技术应用，产品可靠性大幅提升，是现阶段商用车主流配套方案。
而作为高应力板簧原材料的弹簧扁钢产品，其脱碳层深度将严重损害板簧疲劳性能，可降低疲劳极限50％，从而影响高应力板簧的使用寿命。
在汽车轻量化技术背景下，对弹簧扁钢加工工艺进行优化，开发一种适用于高应力板簧的弹簧扁钢原材料脱碳层控制方法来有效控制脱碳层便具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于高应力板簧的弹簧扁钢原材料脱碳层控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于高应力板簧的弹簧扁钢原材料脱碳层控制方法，所述方法包括钢坯处理以及加热的步骤，所述钢坯处理为对钢坯进行抛丸点修磨处理；所述加热为将钢坯送入加热炉，采用三段式加热方式进行加热，其中预热段温度＜650℃，加热段温度1010±50℃，均热段温度1050±50℃，总加热时间90-120分钟，保证钢坯心部温度≥800℃以上，加热过程中，空气和燃气配比：加热段空气流量/燃气流量≤2.7，均热段空气流量/燃气流量≤2.2，加热炉内残余氧气含量3.0-7.0％，加热炉内压力保持30-35Pa。
优选的，所述燃气为1:1的高炉煤气和焦炉煤气的混合燃气，燃气热值9.0-11.0MJ/m3。
优选的，所述加热炉内钢坯布置方式采用二分之一或者三分之一的方式。
优选的，所述加热段和均热段各自区域温度差值应保证≤10℃。
优选的，所述加热步骤完成之后进行高压水除鳞、轧制、冷却，所述轧制的开轧温度≥950℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)有效的控制了弹簧扁钢的表面脱碳层深度，脱碳层深度≤0.5％的厚度。
(2)可有效提高板簧产品进行应力抛丸后的残余应力水平，残余应力值可提高20％以上。
(3)使用该方法生产的弹簧扁钢所制作的高应力板簧，板簧疲劳寿命40％提高以上，在台架试验最大应力1100MPa条件下满足20万次以上的寿命要求。
(4)节能降耗，提高产品质量，提高产量。
附图说明
图1为本发明实施例1生产的弹簧扁钢产品脱碳层示意图；
图2为本发明实施例2生产的弹簧扁钢产品脱碳层示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1，本实施例提供一种适用于高应力板簧的33mm*89mm规格52CrMnMoV弹簧扁钢的脱碳层控制方法，具体实施步骤为：
(1)钢坯处理：对钢坯进行抛丸点修磨处理，处理完成后的钢坯表面光滑，无氧化铁皮及缺陷。
(2)加热炉内布钢：采用二分之一的方式，就是装一只钢坯，空一步再装一只钢坯。
(3)步进式加热炉进行加热：采用三段式加热方式，其中，预热段600℃，加热段1000℃，均热段温度1040℃，保证加热段和均热段各自区域温度显示差值≤10℃；总加热时间90分钟，保证钢坯心部≥800℃以上；空气和燃气配比：加热段空气流量/燃气流量为2.2，均热段空气流量/燃气流量为1.9，所述燃气为1:1的高炉煤气和焦炉煤气的混合燃气，燃气热值9.0MJ/m3；炉内气氛：残余氧气含量3％，炉内压力保持30Pa。
(4)钢坯出炉后进行高压水除鳞。
(5)然后进行轧制，依次采用5架粗轧机组→6架一中轧机组→4架二中轧机组→6架精轧机组→4架减定径机组，开轧温度960℃。
(6)冷床冷却。
(7)剪切。
(8)质量检验→打包、称重、挂牌→入库。
检测结果：52CrMnMoV弹簧扁钢表面脱碳层为0.00-0.15mm，如图1所示。所制作的高应力板簧在台架试验最大应力1100MPa条件下疲劳寿命25.3万次。
实施例2
请参阅图2，本实施例提供一种适用于高应力板簧的25mm*100mm规格51CrMnV弹簧扁钢的脱碳层控制方法，具体实施步骤为：
(1)钢坯处理：对钢坯进行抛丸点修磨处理，处理完成后的钢坯表面光滑，无氧化铁皮及缺陷。
(2)加热炉内布钢：采用三分之一的方式，就是装一只钢坯，空两步再装一只钢坯。
(3)步进式加热炉进行加热：采用三段式加热方式，其中，预热段640℃，加热段990℃，均热段温度1050℃，保证加热段和均热段各自区域温度显示差值≤10℃；总加热时间120分钟，保证钢坯心部≥800℃以上；空气和燃气配比：加热段空气流量/燃气流量为2.7，均热段空气流量/燃气流量为2.2，所述燃气为1:1的高炉煤气和焦炉煤气的混合燃气，燃气热值11.0MJ/m3；炉内气氛：残余氧气含量7％，炉内压力保持35Pa。
(4)钢坯出炉后进行高压水除鳞。
(5)然后进行轧制，依次采用5架粗轧机组→6架一中轧机组→4架二中轧机组→6架精轧机组→4架减定径机组，开轧温度950℃。
(6)冷床冷却。
(7)剪切。
(8)质量检验→打包、称重、挂牌→入库。
检测结果：51CrMnV弹簧扁钢表面脱碳层为0.00-0.12mm，如图2所示。所制作的高应力板簧在台架试验最大应力1100MPa条件下疲劳寿命21.5万次。
与现有技术相比，上述两实施例所述的适用于高应力板簧的弹簧扁钢原材料脱碳层控制方法，有效的控制了弹簧扁钢的表面脱碳层深度，脱碳层深度≤0.5％的厚度；制作的板簧产品进行应力抛丸后的残余应力值可提高20％以上，板簧疲劳寿命提高40％以上，在台架试验最大应力1100MPa条件下满足20万次以上的寿命要求，对于高应力板簧品质的提高非常明显。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (5)
1.一种适用于高应力板簧的弹簧扁钢原材料脱碳层控制方法，其特征在于：所述方法包括钢坯处理以及加热的步骤，所述钢坯处理为对钢坯进行抛丸点修磨处理；所述加热为将钢坯送入加热炉，采用三段式加热方式进行加热，其中预热段温度＜650℃，加热段温度1010±50℃，均热段温度1050±50℃，总加热时间90-120分钟，保证钢坯心部温度≥800℃以上，加热过程中，空气和燃气配比：加热段空气流量/燃气流量≤2.7，均热段空气流量/燃气流量≤2.2，加热炉内残余氧气含量3.0-7.0％，加热炉内压力保持30-35Pa。
2.根据权利要求1所述的适用于高应力板簧的弹簧扁钢原材料脱碳层控制方法，其特征在于：所述燃气为1:1的高炉煤气和焦炉煤气的混合燃气，燃气热值9.0-11.0MJ/m3。
3.根据权利要求1所述的适用于高应力板簧的弹簧扁钢原材料脱碳层控制方法，其特征在于：所述加热炉内钢坯布置方式采用二分之一或者三分之一的方式。
4.根据权利要求1所述的适用于高应力板簧的弹簧扁钢原材料脱碳层控制方法，其特征在于：所述加热段和均热段各自区域温度差值应保证≤10℃。
5.根据权利要求1所述的适用于高应力板簧的弹簧扁钢原材料脱碳层控制方法，其特征在于：所述加热步骤完成之后进行高压水除鳞、轧制、冷却，所述轧制的开轧温度≥950℃。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN116890031A (zh) * | 2023-07-31 | 2023-10-17 | 辛集市澳森特钢集团有限公司 | 一种免修磨生产无全脱碳弹簧钢的方法 |
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- 2023-02-21 CN CN202310140982.3A patent/CN116287666A/zh active Pending
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