CN107350303B - 一种汽车轴类零件钢的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车轴类零件钢的生产方法，以大断面连铸矩形坯为原料，采用二火成材工艺，确保开坯轧制及成品轧制的压缩比，特别是成品轧制时采用大压缩比，压缩比≥30，以控制热轧材脱碳层深度及表面缺陷深度。工艺流程，冶炼→连铸→开坯轧制+火焰清理→中间坯探伤修磨→中间坯成品轧制→成品探伤。本申请生产出了一种脱碳层浅、表面质量高、尺寸精度高的热轧材以替代银亮加工，便于客户直接下料成型加工。

Description

一种汽车轴类零件钢的生产方法

技术领域

本发明涉及一种汽车零件钢材的生产方法，尤其涉及一种以热轧棒材替代银亮棒材的生产方法。

背景技术

为了节约能源、提高材料利用率、降低生产成本，汽车轴类零件对料段进行成型机加工时需采用更小的加工量，甚至零加工量，即料段在成型加工时部分表面加工不到。通常要求料段表面缺陷深度≤0.1mm，不圆度≤0.15mm。一般的热轧材由于生产条件的限制，很难达到上述要求。通常为了满足上述要求，原材料棒材需进行银亮加工后再下成料段进行成型机加工。银亮加工是将热轧棒材进行矫直、车削再精磨，以去除或减轻材料的脱碳、裂纹、翘皮等表面缺陷，同时提高材料尺寸精度，以满足零件加工要求。但如此一来势必会大大降低材料利用率，降低生产效率，增加生产成本。且规格越小，银亮加工时材料的损耗率呈升高的趋势。对于规格范围≤Φ60mm的材料，以热轧替代银亮，免去银亮加工过程，成本优势明显。

综上，为了适应低耗环保、高效经济的现代化生产要求，能够生产出一种表面质量高、尺寸精度高，内部质量好的热轧棒材，将热轧棒材直接下成料段后进行成型机加工以省去棒材加工前需要额外进行银亮加工的步序。

发明内容

本发明目的在于提供一种高表面质量、高尺寸精度的热轧棒材的生产方法。适用于生产规格范围≤Φ60mm的棒材，以省去客户银亮材这一工序。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种汽车轴类零件钢的生产方法，以大断面连铸矩形坯为原料，采用开坯轧制和中间坯成品轧制的二火成材工艺，确保开坯轧制及成品轧制的压缩比，在成品轧制时采用大压缩比，压缩比≥30，以控制热轧材脱碳层深度及表面缺陷深度。

具体地，工艺流程，冶炼→连铸→开坯轧制+火焰清理→中间坯探伤修磨→中间坯成品轧制→成品探伤，具体操作如下

1)冶炼

根据钢种的性能及用户的使用要求设计对应的化学成分，经转炉或电炉冶炼，随后LF炉外精炼，冶炼符合钢材化学成分的钢水，稳定控制各化学元素，采用高性能精炼合成渣，控制钢材各类夹杂物的数量及形态，提高钢材纯净度，之后对钢水进行真空脱气处理；去除H等有害气体，以满足钢材性能要求。

2)连铸

连铸坯设计为矩形大方坯，铸坯断面为390mm*510mm，采用结晶器电磁搅拌、末端电磁搅拌、轻压下控制材料的偏析，采用中间包感应加热，有利于夹杂物的上浮吸附，同时可控制浇注过热度，实现低过热度浇注，以利于提高铸坯内部及表面质量。

3)连铸坯开坯

采用步进加热炉加热坯料，按照不同钢种选择相应的加热制度，坯料出炉后进行表面高压水除鳞后粗轧，粗轧后对坯料表面进行火焰清理，火焰清理是在矩形坯料四面布满烧嘴，向坯料表面喷射高压氧气流，坯料表面的金属与氧气发生反应，瞬间产生大量的热量，使得坯料表面的金属融化，融化的金属被高压氧气流带走，将坯料表层金属“融削”掉，单面去除一定深度，通常是0.5-4mm，清理速度为10～40m/min；火焰清理可将坯料表面氧化层、表面翘皮、折叠、裂纹等缺陷有效去除，以得到好的中间坯表面质量，为轧材的表面脱碳及表面缺陷的控制打下基础。火焰清理后再精轧成设计的中间坯尺寸，开坯轧制的压缩比控制在2～10之间；开轧后经往复式粗轧机，轧制8道次成250mm*250mm，粗轧后经火焰清理，再经过2机架终轧机组，轧制成200mm*200mm中间坯。开坯轧制时开轧温度为1000～1150℃，终轧温度为800～950℃。

4)中间坯探伤修磨

开坯轧制结束后及时将坯料下坑缓冷，以免中间坯产生裂纹，缓冷结束后对中间坯进行表面探伤，并修磨去除坯料表面缺陷。

5)中间坯成品轧制

在步进式加热炉中加热坯料，按照不同钢种选择相应的加热制度，为了控制表面脱碳，控制坯料总加热时间，加总热时间≤4小时，同时控制加热温度，均热段温度≤1250℃，确保成品轧制的总压缩比≥30。坯料出炉后进行表面高压水除鳞，之后依次经粗轧→中轧→预精轧→KOCKS三辊精轧轧成成品圆钢，为了将成品尺寸公差控制在±0.1mm以内、不圆度≤0.15mm，专门设计了精轧规格的专用孔型，即所设计的精轧孔型只用于轧制一个规格。

6)成品探伤

由于热轧棒材的固有特性，轧材不可避免地带有轧制缺陷，如果表面缺陷超过一定深度，将会影响使用，无法替代银亮材，所以需对轧材进行表面探伤，将探伤不合格的材料进行报废，或修磨复探合格后入库，以确保材料表面质量。

与现有技术相比，本发明的优点在于：提供了一种汽车轴类零件钢的生产方法，采用二火成材，连铸时采用大断面矩形坯，以实现开坯轧制及成品轧制的大压缩比，特别是成品轧制的压缩比控制在≥30，以控制热轧材脱碳层深度。连铸坯开坯轧制时，在精轧前采用火焰清理，去除坯料表面缺陷，充分去除坯料表面氧化层及有害的表面缺陷。并且对中间坯进行表面探伤及精整修磨，进一步去除中间坯表面缺陷。成品轧制时采用KOCKS三辊精轧，确保轧材不圆度满足要求。最后对轧制成品进行百分之百表面探伤，确保成品材表面缺陷深度满足要求。综合以上方法，得以生产出一种脱碳层浅、表面质量高、尺寸精度高的热轧材以替代银亮加工，便于客户直接下料成型加工。

附图说明

图1为本发明汽车轴类零件钢材的生产方法中中间坯外观图片；

图2为本发明汽车轴类零件钢材的生产方法中成品材外观图片。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

下面结合附图说明和具体的实施例对本发明所述的一种汽车零件钢材的生产方法作进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。

实施例1

按下面工序制造本发明实施例1中一种汽车零件钢材的生产方法，具体用途为制造汽车等速万向节(CVJ)传动轴，规格为Φ29mm，该零件起到传动和支撑的作用，为了防止润滑液渗漏，CVJ中间轴与软质外套需要有良好的间隙配合，因此要求材料表面脱碳≤0.1mm，表面缺陷深度≤0.1mm，不圆度≤0.15mm，用户直接下料成型机加工，为了达到上述要求，设计如下生产方法：

1)冶炼：100吨炼钢炉冶炼后进行炉外精炼，钢液再经真空脱气处理，各化学元素质量百分比严格按要求控制。

2)连铸：连铸成390mm×510mm的矩形大方坯，采用中间包感应加热，控制中间包浇注过热度为10～40℃。为控制材料的偏析，采用先进的结晶器电磁搅拌、末端电磁搅拌、连铸轻压下先进装备及工艺。所得连铸坯化学成分百分比见下表1所示：

表1.(wt.％,余量为Fe及其他不可避免的杂质元素)

钢号	C	Si	Mn	S	P	Cr	Mo	Cu	B	O
											XC30	0.30	0.25	0.75	0.018	0.010	0.15	0.02	0.02	0.0025	0.0008

3)连铸坯开坯(含火焰清理)：在步进式加热炉中将坯料加热，加热时间≥4h，开轧温度控制在1050～1200℃，坯料出炉后进行表面高压水除鳞后粗轧，开轧后经往复式粗轧机，轧制8道次成250mm*250mm,粗轧后使用火焰清理。将坯料表层金属“融削”掉，单面去除0.5～4mm，清理速度为10～40m/min。火焰清理后经过两道次精轧，轧制成设计的200mm*200mm中间坯料，开坯轧制压缩比为5。中间坯切割后需尽快下坑缓冷，进坑温度≥500℃。

4)中间坯修磨探伤：将200mm*200mm中间坯进行100％磁粉探伤，之后对坯料进行修磨以去除坯料表面缺陷。中间坯外观照片见图1。

5)中间坯成品轧制

上述实施例中的CVJ传动轴用钢XC30轧制时，采用200mm*200mm中间坯，轧制成Φ29mm的热轧圆钢，轧制比为60，精轧时采用KOCKS三辊精轧，具体成品轧制工艺参数如下表2所示：

表2.(加热、热轧具体工艺参数表)

6)成品探伤

对轧材进行100％表面探伤，探伤标准为表面缺陷深度≤0.1mm，将探

伤不合的材料进行报废，或修磨复探合格后入库，以确保材料表面质量。

对上述实施例1中的CVJ传动轴进行关键指标检测，测得结果如下表3所示：

表3

从表3中可见，实施例中的表面脱碳、表面缺陷深度、尺寸精度完全满足设计要求。

综上实施例1中一种CVJ传动轴XC30热轧钢材，该传动轴用钢表面脱碳层浅、表面质量高，尺寸精度高，表面状态良好，见图2所示，可供用户直接下料成型机加工。

需要指出的是，以上例举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，而是根据需要有许多类似的变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到所有变形，均应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种汽车轴类零件钢的生产方法，其特征在于：工艺流程，冶炼→连铸→开坯轧制+火焰清理→中间坯探伤修磨→中间坯成品轧制→成品探伤，具体操作如下

1）冶炼

根据钢种的性能及用户的使用要求设计对应的化学成分，经转炉或电炉冶炼，随后LF炉外精炼，冶炼符合钢材化学成分的钢水，稳定控制各化学元素，采用高性能精炼合成渣，之后对钢水进行真空脱气处理；

2）连铸

连铸坯设计为矩形大方坯，铸坯断面为390mm*510mm，采用结晶器电磁搅拌、末端电磁搅拌、轻压下控制材料的偏析，采用中间包感应加热，让夹杂物上浮吸附，采用低过热度保护浇注；

3）连铸坯开坯

采用步进加热炉加热坯料，按照不同钢种选择相应的加热制度，坯料出炉后进行表面高压水除鳞后粗轧，开轧后经往复式粗轧机，轧制8道次成250mm*250mm；粗轧后对坯料表面进行火焰清理，火焰清理是在矩形坯料四面布满烧嘴，向坯料表面喷射高压氧气流，坯料表面的金属与氧气发生反应，瞬间产生大量的热量，使得坯料表面的金属融化，融化的金属被高压氧气流带走，将坯料表层金属“融削”掉，单面去除一定深度，通常是0.5-4mm，清理速度为10～40m/min；火焰清理后再经过2机架终轧机组，轧制成200mm*200mm中间坯；开坯轧制时开轧温度为1000～1150℃，终轧温度为800～950℃，火焰清理后再精轧成设计的中间坯尺寸，开坯轧制的压缩比控制在2～10之间；

4）中间坯探伤修磨

开坯轧制结束后及时将坯料下坑缓冷，以免中间坯产生裂纹，缓冷结束后对中间坯进行表面探伤，并修磨去除坯料表面缺陷；

5）中间坯成品轧制

在步进式加热炉中加热坯料，按照不同钢种选择相应的加热制度，为了控制表面脱碳，控制坯料总加热时间，总加热时间≤4小时，同时控制加热温度，均热段温度≤1250℃，确保成品轧制的总压缩比≥30；坯料出炉后进行表面高压水除鳞，之后依次经粗轧→中轧→预精轧→ＫＯＣＫＳ三辊精轧轧成成品圆钢，为了将成品尺寸公差控制在±0.1 mm以内、不圆度≤0.15 mm，为棒材设计精轧规格的专用孔型；

6）成品探伤

对轧材进行表面探伤，将探伤不合格的材料进行报废，或修磨复探合格后入库，以确保材料表面质量。

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