CN103978029A

CN103978029A - 一次成型热轧汽车大梁的生产方法

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Publication number: CN103978029A
Application number: CN201310631433.2A
Authority: CN
Inventors: 程向前; 胡洪; 闫忠英; 李海洋; 郑向红; 秦军军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-12-03
Filing date: 2013-12-03
Publication date: 2014-08-13

Abstract

本发明属于金属压力加工领域，具体涉及一种一次成型热轧汽车大梁的生产方法。本发明包括下列步骤：将钢坯送入加热炉加热(2)，出炉后先经高压水除鳞机(3)除鳞，然后进入开坯机(4)往返轧制，在进入万能机组(6、7、8)进行往返轧制，进入冷床(11)经过喷雾冷却后，进入矫直机(12)矫直，最后经冷锯(14、15)锯切成倍尺即为成品。本发明采用了控轧技术以提高产品的力学性能，并增加了翼缘冷却装置(5)以解决生产过程中出现的翼缘和腹板同时产生的冷却波浪。本发明用万能轧机生产尺寸规格大、翼缘腹板厚度薄的一次成型汽车大梁，截面性能均匀、尺寸精度高，力学性能好，刚度大、抗弯性能好、表面光洁、工效高、成本低。

Description

一次成型热轧汽车大梁的生产方法

技术领域

本发明属于金属压力加工领域，具体涉及一种采用连铸异型坯轧制一次成型热轧汽车大梁的生产方法。

背景技术

目前，货运汽车作为公路运输的主要设备，正在向重载化和专业化的方向发展。在重载化方面，车辆的载重能力不断提高；在专业化方面，为适应不同物料运输的要求，出现了各类运输散状料和液态物质的罐车，用于工程建设的水泥搅拌车、泵车，专门用于集装箱运输的集装箱拖车等。与此同时，汽车大梁的生产工艺也发生了变化，由过去的钢板冲压改为使用焊接型钢梁或直接用热轧H型钢做大梁。

热轧H型钢是一种截面经优化而形成的经济断面型钢，由于采用万能法轧制，与孔型法生产的工字钢相比，在产品尺寸的精确度控制和调整上具有非常大的优越性，与焊接H型钢相比，热轧H型钢截面性能均匀、截面尺寸精确、精度高，制作成本较低；用于汽车替代原来的工字钢制造的大梁，具有构造方便、刚度大、抗弯性能好、表面光洁、工效高、成本低等优点。

采用热轧H型钢做挂车的大梁是发展趋势。从挂车大梁生产工艺看，采用热轧H型钢符合国家节能、环保、节约资源的产业政策。从车辆的安全可靠性看，轧制H型钢截面整体性能均匀，残余应力小，没有焊接缺陷，用于制作大梁，汽车的安全可靠性更加有保障。从行业管理的角度看，轧制H型钢规格尺寸一定，减少了焊接大梁时钢板尺寸的随意性，使生产企业为迎合用户的不合理要求随意改变大梁尺寸变得不可能，从而有利于国家对改装车行业的管理，为治理超载创造条件。从生产成本看，采用轧制H型钢作大梁比焊接大梁综合成本低，且采用轧制H型钢缩短制作周期，使交车的时间提前，进而提高了汽车制造企业的生产效率和竞争力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低、制作周期短的一次成型热轧汽车大梁的生产方法，能够轧制尺寸规格大、翼缘和腹板厚度薄的汽车大梁。

本发明的一次成型热轧汽车大梁的生产方法，其特征在于包括下列步骤：

1、通过上料台架(1)将异型坯送入加热炉(2)中，加热温度为1240～1280℃，出炉后先经高压水除鳞机(3)除鳞，去除异型坯表面的氧化铁皮，除鳞水压为150～180bar；

2、异型坯除鳞后进入开坯机(4)进行轧制，往返轧制7道次，压下量控制在54～58mm，开坯机开轧温度为1180～1210℃，终轧温度为1050～1080℃，轧制速度为2.0～4.0m／s，各道次的轧制力为4000～5000kN；

3、然后轧件进入万能机组进行轧制，轧机布置形式为：万能粗轧机(6)、轧边机(7)、万能精轧机(8)；

经过万能机组往返7道次轧制，同时对翼缘进行冷却，腹板压下量控制在21～25mm，万能机组开轧温度为980～1010℃，终轧温度为770～830℃，轧制速度为2.8～4.5m／s，水平辊轧制力为2500～4000kN，立辊轧制力为800～2900kN；

4、经步骤3轧制后的汽车大梁，经辊道输送到冷床(11)，在冷床上通过喷雾冷却到80℃以下，然后下冷床经八辊悬臂式矫直机(12)矫直，最后经冷锯(14、15)锯切成倍尺即为成品。

上述方法还采用了控轧技术，开坯机和万能机组前三道次在再结晶区轧制，万能轧机四至六道次在未再结晶区轧制，最后一道次在两相区轧制，轧制温度在770～830℃之间。

上述方法还增加了翼缘冷却装置(5)，使用冷却水对翼缘进行冷却，以解决翼缘和腹板容易同时产生冷却波浪的问题，其***压力为5～10bar。

上述的异型坯的材质为加入钒氮合金的Q390B、尺寸为430×300×85×80，通过采用所述的控轧技术，产品的表面质量高，力学性能好，屈服强度大于450Mpa，抗拉强度为550～630Mpa，伸长率大于23％，冲击韧性好，零下40℃纵向冲击功大于34KV2／J。

上述方法的可生产多种规格的一次成型汽车大梁，如450×150×6×9，mm；450×150×5.5×8，mm；480×150×5.5×8，mm；500×150×5.5×8，mm。

细化晶粒是同时提高钢的强度和韧性的唯一方法。为了提高产品的力学性能，本发明在轧制过程中采用了控轧技术，以达到细化晶粒的目的：开坯机和万能轧机前三道次在再结晶区轧制，通过奥氏体反复再结晶来细化奥氏体晶粒；万能轧机四至六道次在未再结晶区轧制，变形的奥氏体晶粒被拉长，晶粒内有大量变形带，相变过程中形核点多，相变后铁素体晶粒细化；最后一道次在两相区轧制，轧制温度在770～830℃之间，由于碳在两相区的奥氏体中富集，碳以细小的碳化物析出，因此可以得到细小的铁素体和珠光体混合物，从而提高钢材的强度和韧性。

通过控轧工艺得到的V-N微合金的组织为“铁素体+珠光体”，并可获得较高的晶粒度。在钢中添加钒氮合金后，可以通过形变诱导VN在奥氏体晶内析出，促进了晶内铁素体形核，有效细化了铁素体晶粒；而氮在钢中可以改变钒的分布，使析出项的颗粒尺寸明显减小，随着终轧温度的降低，第二相析出变得更多且呈弥散分布，从而可以充分发挥了钒的沉淀强化作用，大幅度提高钢的强度。

在轧制的过程中，由于汽车大梁的截面尺寸大、翼缘和腹板的厚度薄，整个截面冷却很不均匀，导致翼缘和腹板容易同时产生冷却波浪。而这种同时产生的两种冷却波浪很难通过辊缝调整予以解决。为了解决这一问题，我们增加了翼缘冷却水***，在轧制的过程中通过冷却翼缘来减少温度的不均匀性，从而减少或消除冷却波浪的产生。翼缘冷却水***压力为5～10bar。

本发明与现有的技术相比有如下优点：

(1)本发明采用了翼缘冷却***，解决了翼缘和腹板容易同时产生冷却波浪的问题。一次成型汽车大梁截面性能均匀、截面尺寸精确、精度高，制作成本较低；用于汽车替代原来的工字钢或焊接H型钢制造的大梁，具有构造方便、刚度大、抗弯性能好、表面光洁、工效高、成本低等优点。

(2)本发明采用了控轧技术，产品性能好。生产的Q390B材质的450×150×6×9规格一次成型汽车大梁，表面质量高，力学性能好，屈服强度大于450Mpa，抗拉强度为550～630Mpa，伸长率大于23％，冲击韧性好，零下40℃纵向冲击功大于34KV2／J。

(3)本发明能够生产尺寸规格大、翼缘腹板厚度薄的一次成型汽车大梁。在同等重量的情况下，力学性能特别是抗弯截面模数更大，更有利于汽车的轻量化。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的工艺流程布置示意图，

图2是本发明的工艺流程框图。

图中：1.上料台架，2.步进加热炉，3.高压水除鳞机，4.开坯机，5.翼缘冷却装置，6.万能粗轧机，7.轧边机，8.万能精轧机，9.取样平台，10.热锯，11.冷床，12.矫直机，13.编组台架，14.移动冷锯，15.固定冷锯，16.定尺机，17.堆垛床，18.压实装置，19.收集台架，20.输送辊道。

具体实施方式

本发明

1、通过上料台架(1)将材质为加热钒氮合金的Q390B、尺寸为430×300×85×80的异型坯送入加热炉(2)中，加热温度为1240～1280℃，出炉后先经除鳞机(3)除鳞，去除异型坯表面的氧化铁皮，除鳞水压为150～180bar；

2、异型坯除鳞后进入开坯机(4)进行轧制，往返轧制7道次，开坯机开轧温度为1180～1210℃，终轧温度为1050～1080℃，轧制力为4000～5000kN，轧制速度为2.0～4.0m／s，总压下量为54mm。

开轧温度为980～1010℃，终轧温度为770～830℃，水平辊轧制力为2500～4000kN，立辊轧制力为800～2900kN，轧制速度为2.8～4.5m／s，轧制7道次，并同时对翼缘进行冷却，总压下量为25mm。

4、经万能机组轧制后的汽车大梁，通过辊道输送到冷床(11)，在冷床上通过喷雾冷却到80℃以下，然后下冷床经矫直机(12)矫直，最后经冷锯(14、15)锯切成倍尺即为成品。

5、上述方法还采用了控轧技术，开坯机和万能机组前三道次在再结晶区轧制，万能轧机四至六道次在未再结晶区轧制，最后一道次在两相区轧制，轧制温度在770～830℃之间。

6、上述方法还增加了翼缘冷却水装置(5)，***压力为5～10bar，以解决翼缘和腹板容易同时产生冷却波浪的问题。

7、上述的异型坯的材质为加入钒氮合金的Q390B、尺寸为430×300×85×80，通过采用上述的控轧技术，表面质量高，力学性能好，屈服强度大于450Mpa，抗拉强度为550～630Mpa，伸长率大于23％，冲击韧性好，零下40℃纵向冲击功大于34KV2／J。

8、上述方法的可生产多种规格的一次成型汽车大梁，如450×150×6×9，mm；450×150×5.5×8，mm；480×150×5.5×8，mm；500×150×5.5×8，mm。

Claims

1.一种一次成型热轧汽车大梁的生产方法，其特征在于包括下列步骤：

(1)、通过上料台架(1)将异型坯送入加热炉(2)中，加热温度为1240～1280℃，出炉后先经高压水除鳞机(3)除鳞，去除异型坯表面的氧化铁皮，除鳞水压为150～180bar；

(2)、异型坯除鳞后进入开坯机(4)进行轧制，往返轧制7道次，压下量控制在54～58mm，开坯机开轧温度为1180～1210℃，终轧温度为1050～1080℃，轧制速度为2.0～4.0m／s，各道次的轧制力为4000～5000kN；

(3)、然后轧件进入万能机组进行轧制，轧机布置形式为：万能粗轧机(6)、轧边机(7)、万能精轧机(8)；经过万能机组往返7道次轧制，同时对翼缘进行冷却，压下量控制在21～25mm，万能机组开轧温度为980～1010℃，终轧温度为770～830℃，轧制速度为2.8～4.5m／s，水平辊轧制力为2500～4000kN，立辊轧制力为800～2900kN；

(4)、经步骤3轧制后的汽车大梁，经辊道输送到冷床(11)，在冷床上通过喷雾冷却到80℃以下，然后下冷床经八辊悬臂式矫直机(12)矫直，最后经冷锯(14、15)锯切成倍尺即为成品。

2.如权利要求1所述的一次成型热轧汽车大梁的生产方法，其特征在于采用了控轧技术，开坯机和万能机组前三道次在再结晶区轧制，万能轧机四至六道次在未再结晶区轧制，最后一道次在两相区轧制，轧制温度在770～830℃之间。

3.如权利要求1所述的一次成型热轧汽车大梁的生产方法，其特征在于使用翼缘冷却装置(5)，使用冷却水对翼缘进行冷却，以解决翼缘和腹板容易同时产生冷却波浪的问题，其***压力为5～10bar。

4.如权利要求1所述的一次成型热轧汽车大梁的生产方法，其特征在于所述的异型坯的材质为Q390B、尺寸为430×300×85×80，通过所述的控轧技术，产品屈服强度大于450Mpa，抗拉强度为550～630Mpa，伸长率大于23％，零下40℃纵向冲击功大于34KV2／J。

5.如权利要求1所述的一次成型热轧汽车大梁的生产方法，其特征在于生产汽车大梁的规格：450×150×6×9，mm；450×150×5.5×8，mm；480×150×5.5×8，mm；500×150×5.5×8，mm。