CN103014533B

CN103014533B - 一种提高50CrVA板簧疲劳寿命的工艺方法

Info

Publication number: CN103014533B
Application number: CN201110317726.4A
Authority: CN
Inventors: 姜英禹
Original assignee: Baosteel Group Xinjiang Bayi Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Xinjiang Bayi Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2011-10-19
Filing date: 2011-10-19
Publication date: 2015-02-04
Anticipated expiration: 2031-10-19
Also published as: CN103014533A

Abstract

本发明提供的一种提高50CrVA板簧疲劳寿命的工艺方法，包括对50CrVA弹簧扁钢的化学成分的优化设计：由C：0.49%～0.53％、Si：0.20％～0.30％、Mn：0.65％～0.75％、Cr：0.90％～1.05％、V：0.11％～0.15％、Al：0.006％～0.009％、P：0.018％～0.020％、S：0.016％～0.020％、Ni：≤0.25%、Cu：≤0.25%组成；对钢中非金属夹杂物的控制及变性处理的方法：①在大钢包长水口与中间包浸入式水口的接头处，采用氩气密封圈密封；出钢带渣量控制在0～5kg/t；控制包钢液的重量≥7t；控制结晶器钢液液面波动在±2mm范围之内；②夹杂物变性处理，在白渣条件下用喂丝机加入SiCa线2.1m/t，钢液的温度为1550℃～1580℃；对板簧的热处理参数：其淬火温度1000℃、回火温度为500℃；抗拉强度≥1300N/mm²、屈服强度≥1200N/mm²、断后伸长率≥11%、断面收缩率≥50%。

Description

一种提高50CrVA板簧疲劳寿命的工艺方法

技术领域

本发明涉及弹簧扁钢的化学成分设计，尤其是提高板簧的疲劳寿命的工艺方法。针对50CrVA板簧疲劳寿命的提高取得了效果极佳。

背景技术

50CrVA弹簧扁钢是宝钢集团八钢公司近年来开发的新产品，采用GB/T 1222-2007《弹簧钢》的标准组织生产，主要用于制作重型汽车用板簧；本产品开发生产的最大难点是板簧的疲劳寿命低，达不到我国汽车制造行业的相关标准要求。汽车行业要求板簧的疲劳寿命≥8万次，但过去生产的50CrVA板簧的疲劳寿命仅有3～5万次，疲劳寿命不能满足汽车行业要求。检索文献中未披露关于提高50CrVA板簧疲劳寿命的详实研究内容。

本发明通过对50CrVA弹簧钢化学成分的优化设计、通过对钢中非金属夹杂物的控制及变性处理、通过热处理工艺参数的设计等方法，使板簧的疲劳寿命达到10万次以上，产生了非常显著的效果，拓展了市场销售前景。

发明内容

本发明的目的在于：解决50CrVA板簧的疲劳寿命低的难题，使板簧的疲劳寿命满足汽车制造行业≥8万次的标准要求，为企业增加产值、创造效益。

本发明目的是这样实现的：一种提高50CrVA板簧疲劳寿命的工艺方法，包括熔炼钢的化学成分的优化设计，对钢中非金属夹杂物的控制及变性的处理，以及对弹簧扁钢的热处理工艺，按步骤实施：

对50CrVA弹簧扁钢的化学成分设计：由C：0.49%～0.53％、Si：0.20％～0.30％、Mn：0.65％～0.75％、Cr：0.90％～1.05％、V ：0.11％～0.15％、Al： 0.006％～0.009％、P：0.018％～0.020％、S：0.016％～0.020％、Ni：≤0.25%、Cu：≤0.25%组成；

对钢中非金属夹杂物的控制及变性处理：

①在大钢包长水口与中间包浸入式水口的接头处，采用氩气密封圈密封，防止钢水二次氧化；防止出钢带渣，带渣量控制在0～5kg/t；防止气体、覆盖剂、钢渣由于液面过低而卷入结晶器，控制包钢液的重量≥7t；防止保护渣、气体卷入连铸坯，控制结晶器钢液液面波动在±2mm范围之内；

②夹杂物变性处理，即出钢时向钢包内加入SiCa合金或SiAlCaBa合金1.5-2.5kg/t，合金的粒度为20mm～100mm，钢水温度为1600℃～1650℃；LF炉出钢前，在白渣条件下用喂丝机加入SiCa线2.1m/t，钢液的温度为1550℃～1580℃；

对板簧的热处理工艺参数的设计：

其淬火温度1000℃、淬火介质的油、回火温度为500℃、回火介质为水；抗拉强度≥1300N/mm²、屈服强度≥1200N/mm²、断后伸长率≥11%、断面收缩率≥50%。

所述的方法，使板簧的疲劳寿命达到汽车行业≥8万次的标准要求。

本发明一是对50CrVA弹簧钢的碳、锰、铬的化学成分范围进行了调整，由中下线调整为中上限；为了细化晶粒、提高钢的脱氧效果，钢中添加了一定量铝元素，最终形成了新的50CrVA的化学成分；二是采用氩气密封保护浇注，防止钢水二次氧化；严禁带渣出钢，严格控制中包液面高度防止气体、覆盖剂、钢渣卷入结晶器；严格控制结晶器钢液液面波动，以免将保护渣、气体卷入铸坯；对钢液进行钙处理，可防止铝镇静钢中链状氧化物的形成， MnS夹杂基本消除,钢中的硫化物和氧化物球化并弥散均匀分布，使有害夹杂物变为无害夹杂物；三是对弹簧扁钢的热处理工艺的改进，使产品的疲劳寿命大幅提高，有独到之处，彰显技术进步。

附图说明

本发明对照附图作进一步说明。

附图为非金属夹杂物变性处理的数量、形状、分布情况比较图；图 1—未进行变性处理的钢中的非金属夹杂物为链状、条状；图2—进行了变性处理的钢中的非金属夹杂物为点状、球状；

如图所示：经过变性处理后，非金属夹杂物的数量明显减少，呈现出点状、弥散分布的状态，有利于板簧疲劳寿命的提高。

具体实施方式

本发明对照实施例作进一步说明。

本发明的操作熔炼步骤与技术要点控制：

一、对其熔炼钢的化学成分的优化设计

以质量百分数配制，由C： 0.50％；Si： 0.25％；Mn： 0.65％；Cr： 0.90％；V ：0.12％；Al： 0.007％；P： 0.018％；S： 0.018％；Ni：≤0.25%；Cu：≤0.25%组成；

二、对熔炼钢夹杂物控制及变性处理方法

（1）在大钢包长水口与中间包浸入式水口的接头处，采用氩气密封圈密封，防止钢水与空气接触而发生二次氧化；

（2）严禁出钢带渣，出钢时的带渣量控制在≤3kg/t；

（3）严格控制中包钢液重量≥7t，防止气体、覆盖剂、钢渣由于液面过低而卷入结晶器；

（4）严格控制结晶器钢液液面波动在±2mm范围之内，以免将保护渣、气体卷入连铸坯；

（5）夹杂物变性处理，即出钢时向钢包内加入SiCa合金或SiAlCaBa合金2.5kg/t，合金的粒度为60mm，钢水温度为1600℃；LF炉出钢前，在白渣条件下用喂丝机加入SiCa线2.1m/t，钢液的温度要求为1585℃。

三、对板簧的热处理工艺参数的设计

热处理的淬火温度1000℃、淬火介质为油、回火温度500℃、回火介质为水。抗拉强度≥1300N/mm²、屈服强度≥1200N/mm²、断后伸长率≥11%、断面收缩率≥50%。

Claims

1.一种提高50CrVA板簧疲劳寿命的工艺方法，其特征在于：包括熔炼钢的化学成分的优

化设计，对钢中非金属夹杂物的控制及变性处理的新方法，对弹簧扁钢的热处理工艺参数的设计：

①50CrVA弹簧扁钢的化学成分的优化设计：由C： 0.49%～0.53％、Si： 0.20％～0.30％、Mn： 0.65％～0.75％、Cr： 0.90％～1.05％、V ：0.11％～0.15％、Al： 0.006％～0.009％、P： 0.018％～0.020％、S： 0.016％～0.020％、Ni：≤0.25%、Cu：≤0.25%组成；

对钢中非金属夹杂物的控制及变性处理的新方法：

②在大钢包长水口与中间包浸入式水口的接头处，采用氩气密封圈密封，防止钢水二次氧化；防止出钢带渣，带渣量控制在0～5kg/t；防止气体、覆盖剂、钢渣由于液面过低而卷入结晶器，控制包钢液的重量≥7t；防止保护渣、气体卷入连铸坯，控制结晶器钢液液面波动在±2mm范围之内；

③夹杂物变性处理，即出钢时向钢包内加入SiCa合金或SiAlCaBa合金1.5-2.5kg/t，合金的粒度为20mm～100mm，钢水温度为1600℃～1650℃；LF炉出钢前，在白渣条件下用喂丝机加入SiCa线2.1m/t，钢液的温度为1550℃～1580℃；

对板簧的热处理工艺参数的设计：

淬火温度1000℃、淬火介质的油、回火温度为500℃、回火介质为水；抗拉强度≥1300N/mm²、屈服强度≥1200N/mm²、断后伸长率≥11%、断面收缩率≥50%。