CN105002434B - 车辆从动盘对偶钢片用热轧钢材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆从动盘对偶钢片用热轧钢材，钢中化学成分及质量百分比为：C：0.50～0.65％，Si：0.10～0.30％，Mn：0.70～1.10％，P≤0.015％，S≤0.005％，N≤0.006％，Cr：0.10～0.30％，Als：0.015～0.050％，Ni：0.10～0.30％，其余为Fe和不可避免的杂质；产品不经过退火热处理，硬度低于13HRC，板形不平度小于10mm/m。本发明还公开了这种车辆从动盘对偶钢片用热轧钢材的制备方法。本发明经济成本低，热轧产品具有良好的冷成型性和板形尺寸，表面质量优良，生产工艺简单。
Description
技术领域
本发明涉及低合金结构钢制造技术，具体地指一种车辆从动盘对偶钢片用热轧钢材及其制备方法。
背景技术
车辆从动盘对偶钢片是汽车摩擦副的重要部件，为易损部件之一。现行加工工序包括冲裁钢片、较平、磨，然后经过淬火+回火的热处理工艺制成。从动盘对偶钢片的工作环境和加工工艺要求钢基具有良好的淬硬性、耐磨性以及抗剪切能力和抗疲劳性能等，但同时要求钢基在进行热处理前具有极低的硬度，且越低越好，一般低于15HRC。为了满足这一要求，目前车辆从动盘对偶钢片用材料通常采用经退火热处理的65Mn钢带。但退火热处理钢带的成本偏高。目前也有尝试采用热轧65Mn材料替代退火热处理钢带，但热轧钢带的硬度较高，通常高于19HRC，且钢带头尾硬度偏硬，一般需要热处理后使用。
授权公告号为CN101773930B的中国发明专利公开了一种生产65Mn热轧钢板的方法，精炼过程进行合金化处理后的钢水的化学成分为：C：0.62～0.70％、Si：0.17～0.37％、Mn：0.90～1.20％、P≤0.035％，S≤0.035％、Cr≤0.25％、Ni≤0.25％，其余为Fe和不可避免的杂质；在钢带生产过程中采用低温终轧和高温卷取的方法来降低钢带硬度，终轧温度为850～950℃，卷取温度为550～650℃，但热轧产品的硬度仍为19～30HRC。授权公告号为103173598B的中国发明专利公开了一种免退火型中高碳钢板制造工艺，一种热轧过程中在线使中高碳钢板直接软化，省去热轧后的退火工序，生产的中高碳钢板通过高温卷取可实现部分球化，其主要生产工艺为精轧入口温度控制为840℃以下，终轧温度控制为740℃以上，卷取温度控制为650～700℃。通过该工艺可将钢产品的硬度从93～105HRB降低到80～85HRB。但由于采用了低温轧制，生产设备的负荷很大，尤其对于碳含量高于0.50％的产品，生产难度较大，且产品的板形较差，难以满足车辆从动盘用对偶钢片的要求。
因此，提供一种可满足现有车辆从动盘对偶钢片的加工工艺及性能要求、热轧产品不需经过热处理、硬度低、经济成本低的车辆从动盘对偶钢片用热轧钢材及其制造方法显得十分必要。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有背景技术的不足之处，提供一种车辆从动盘对偶钢片用热轧钢材及其制备方法。
本发明的目的是通过如下措施来达到的：一种车辆从动盘对偶钢片用热轧钢材，钢中化学成分及质量百分比为：C：0.50～0.65％，Si：0.10～0.30％，Mn：0.70～1.10％，P≤0.015％，S≤0.005％，N≤0.006％，Cr：0.10～0.30％，Als：0.015～0.050％，Ni：0.10～0.30％，其余为Fe和不可避免的杂质；产品不经过退火热处理，硬度低于13HRC，板形不平度小于10mm/m。
优选地，钢中化学成分及质量百分比为：C：0.55～0.63％，Si：0.19～0.30％，Mn：0.92～1.10％，P≤0.012％，S≤0.005％，N≤0.006％，Cr：0.10～0.30％，Als：0.015～0.025％，Ni：0.10～0.20％，其余为Fe和不可避免的杂质。
进一步地，钢中化学成分及质量百分比为：C：0.63％，Si：0.30％，Mn：1.08％，P：0.007％，S：0.005％，N：0.003％，Cr：0.16％，Als：0.015％，Ni：0.11％，其余为Fe和不可避免的杂质。
本发明选择的主要化学元素及其百分含量在本发明中的作用如下：
C：碳在钢中主要起固溶强化作用，提高钢材的硬度和淬硬性，碳含量过低，经热处理后硬度太低，钢质太软。碳含量过高，钢材硬度太高，且增加生产过程难度。因此碳含量在0.50～0.65％，优选地，C含量选择为0.55％～0.63％。
Si：Si在钢中起固溶强化作用，含量过低，强化作用太小，最低Si含量为0.10％，Si含量过高，容易在产品表面形成Fe2SiO4，造成表面缺陷，因此最高Si含量为0.30％。
Mn：Mn在钢中起固溶强化作用，提高钢材的硬度和淬透性，Mn含量过低，强化作用太小，因此最低Mn含量为0.70％，Mn含量过高容易在连铸过程中造成板坯中心偏析，降低材料的使用性能，因此最高Mn含量为1.10％。
P：P为钢中的杂质元素，易于在晶界偏聚，影响产品的韧性，因此其含量越低越好。根据实际控制水平，应控制在0.015％以下。
S：S为钢中的杂质元素，易在晶界产生偏聚，降低钢材的韧性，炼钢时应充分去除，应保证其值低于0.005％。
N：N为钢中的杂质元素，降低钢材的韧性，易于Al、Ti形成AlN和TiN，含量过高，易形成粗大的TiN，因此尽量降低其含量，其值应低于0.006％。
Cr：Cr可提高钢材的淬透性，有利于提高钢材的硬度和耐磨性，在钢中形成稳定碳化物，在回火和退火过程中，起到稳定钢材硬度的作用，本发明中最低值为0.10％，但Cr含量过高容易造成钢材硬度过高，韧性下降，因此最高值为0.30％。
Al：Al在钢中与O结合，主要起到脱氧的作用，因此最低含量为0.015％，Al含量过高容易形成连铸生产困难，因此最高含量为0.050％。
Ni：Ni可提高钢材的淬透性，有利于提高钢材的硬度，本发明中最低值为0.10％，但Ni含量过高容易造成钢材硬度过高，韧性下降，因此最高值为0.30％。
本发明钢材除含有上述化学成分外，其余为Fe和不可避免的杂质。
上述车辆从动盘对偶钢片用热轧钢材的制备方法，包括如下步骤：
1)冶炼、精炼、真空处理和连铸：连铸浇钢时，钢水的过热度控制为15～25℃，连铸坯厚度控制为50～60mm；
2)加热：加热步骤1)所得的铸坯，铸坯入炉温度控制为900～1100℃，出炉温度控制为1180℃～1250℃，铸坯在炉时间控制为20～50min；
3)控轧：对步骤2)中所得的铸坯进行粗轧和精轧，精轧的第一道次和第二道次的总压下率大于95％，终轧温度控制为920～960℃；
4)控冷：对步骤3)中所得的钢板进行控冷处理，采用层流冷却，钢带的头尾不冷却，钢带头尾不冷却的长度均大于50m，冷却速率≤25℃/s，冷却水温≥20℃；
5)卷取：对步骤4)中所得的钢板进行卷取处理，卷取温度控制为680℃～760℃；
6)缓冷：对步骤5)中所得的钢卷进行缓冷处理，缓冷时间控制为48～72h；
7)平整：对步骤6)中所得的钢卷进行平整处理，平整延伸率控制为0.5％～2％，即得到车辆从动盘对偶钢片用热轧钢材。
优选地，步骤1)中，钢水的过热度控制为15～20℃，连铸坯厚度控制为50～55mm。
进一步地，步骤2)中，铸坯入炉温度950～1050℃，出炉温度1180～1220℃，铸坯在炉时间控制为25～35min。
再进一步地，步骤3)中，终轧温度控制为920～940℃。
更进一步地，步骤5)中，卷取温度控制为690～730℃。
本发明的优点在于：
其一，本发明钢性能指标满足产品硬度低于13HRC，板形不平度小于10mm/m；
其二，本发明产品可满足现有车辆从动盘对偶钢片的加工工艺及性能要求，且热轧产品不需经过退火热处理，热轧产品具有良好的冷成型性和板形尺寸，表面质量优良；
其三，本发明生产工艺简单，生产成本低。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
表1为实施例1～6为车辆从动盘对偶钢片用热轧钢材中化学成分及重量百分比，对比例1～3为对比钢中化学成分及重量百分比，其余为Fe和不可避免杂质。
表1本发明各实施例和对比例的化学成分及重量百分比(wt％)
将所述化学成分经冶炼、精炼、真空处理和连铸后得到的板坯经加热、控轧、控冷、卷取、缓冷和平整后即得到车辆从动盘对偶钢片用热轧钢材。具体主要工艺参数如下表：
表2本发明各实施例的主要工艺参数列表(一)
表3本发明各实施例的主要工艺参数列表(二)
上述实施例性能参数如下表所示：
表4本发明各实施例及对比例的性能结果列表
从表4可以看出：本发明实施例1～6产品钢材性能好，钢性能指标满足产品硬度低于13HRC，板形不平度小于10mm/m；可满足现有车辆从动盘对偶钢片的加工工艺及性能要求，且热轧产品表面质量优良。
其它未经详细说明的部分均为现有技术。
Claims (8)
1.一种车辆从动盘对偶钢片用热轧钢材，其特征在于：钢中化学成分及质量百分比为：C：0.50～0.65％，Si：0.10～0.30％，Mn：0.70～1.10％，P≤0.015％，S≤0.005％，N≤0.006％，Cr：0.10～0.30％，Als：0.015～0.050％，Ni：0.10～0.30％，其余为Fe和不可避免的杂质；产品不经过退火热处理，硬度低于13HRC，板形不平度小于10mm/m；
其制备方法，包括如下步骤：
1)冶炼、精炼、真空处理和连铸：连铸浇钢时，钢水的过热度控制为15～25℃，连铸坯厚度控制为50～60mm；
2)加热：加热步骤1)所得的铸坯，铸坯入炉温度控制为900～1100℃，出炉温度控制为1180℃～1250℃，铸坯在炉时间控制为20～50min；
3)控轧：对步骤2)中所得的铸坯进行粗轧和精轧，精轧的第一道次和第二道次的总压下率大于95％，终轧温度控制为920～960℃；
4)控冷：对步骤3)中所得的钢板进行控冷处理，采用层流冷却，钢带的头尾不冷却，钢带头尾不冷却的长度均大于50m，冷却速率≤25℃/s，冷却水温≥20℃；
5)卷取：对步骤4)中所得的钢板进行卷取处理，卷取温度控制为680℃～760℃；
6)缓冷：对步骤5)中所得的钢卷进行缓冷处理，缓冷时间控制为48～72h；
7)平整：对步骤6)中所得的钢卷进行平整处理，平整延伸率控制为0.5％～2％，即得到车辆从动盘对偶钢片用热轧钢材。
2.根据权利要求1所述的车辆从动盘对偶钢片用热轧钢材，其特征在于：钢中化学成分及质量百分比为：C：0.55～0.63％，Si：0.19～0.30％，Mn：0.92～1.10％，P≤0.012％，S≤0.005％，N≤0.006％，Cr：0.10～0.30％，Als：0.015～0.025％，Ni：0.10～0.20％，其余为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的车辆从动盘对偶钢片用热轧钢材，其特征在于：钢中化学成分及质量百分比为：C：0.63％，Si：0.30％，Mn：1.08％，P：0.007％，S：0.005％，N：0.003％，Cr：0.16％，Als：0.015％，Ni：0.11％，其余为Fe和不可避免的杂质。
4.一种权利要求1所述的车辆从动盘对偶钢片用热轧钢材的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)冶炼、精炼、真空处理和连铸：连铸浇钢时，钢水的过热度控制为15～25℃，连铸坯厚度控制为50～60mm；
2)加热：加热步骤1)所得的铸坯，铸坯入炉温度控制为900～1100℃，出炉温度控制为1180℃～1250℃，铸坯在炉时间控制为20～50min；
3)控轧：对步骤2)中所得的铸坯进行粗轧和精轧，精轧的第一道次和第二道次的总压下率大于95％，终轧温度控制为920～960℃；
4)控冷：对步骤3)中所得的钢板进行控冷处理，采用层流冷却，钢带的头尾不冷却，钢带头尾不冷却的长度均大于50m，冷却速率≤25℃/s，冷却水温≥20℃；
5)卷取：对步骤4)中所得的钢板进行卷取处理，卷取温度控制为680℃～760℃；
6)缓冷：对步骤5)中所得的钢卷进行缓冷处理，缓冷时间控制为48～72h；
7)平整：对步骤6)中所得的钢卷进行平整处理，平整延伸率控制为0.5％～2％，即得到车辆从动盘对偶钢片用热轧钢材。
5.根据权利要求4所述的车辆从动盘对偶钢片用热轧钢材的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，钢水的过热度控制为15～20℃，连铸坯厚度控制为50～55mm。
6.根据权利要求4所述的车辆从动盘对偶钢片用热轧钢材的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，铸坯入炉温度950～1050℃，出炉温度1180～1220℃，铸坯在炉时间控制为25～35min。
7.根据权利要求4所述的车辆从动盘对偶钢片用热轧钢材的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中，终轧温度控制为920～940℃。
8.根据权利要求4所述的车辆从动盘对偶钢片用热轧钢材的制备方法，其特征在于：所述步骤5)中，卷取温度控制为690～730℃。
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