CN109352268A - 一种汽车稳定杆用弹簧钢银亮材加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车稳定杆用弹簧钢银亮材加工方法，涉及合金钢制造技术领域，包括以下工艺流程：EAF电弧炉→LF精炼炉→VD处理→小方坯连铸→堆冷→步进式连续加热炉加热→16道次轧制→一次冷却→4道次预精轧→二次冷却→4道次KOCKS轧机精轧→终冷却控温→检验→BT‑3型剥皮机剥皮→矫直→TDC‑CM100型无心磨床磨光→探伤→检查、涂油、打包→计量→入库。本发明解决了现有采用退火方法生产稳定杆用弹簧圆钢银亮材生产成本高、周期长、质量难以保证的问题，提供一种简便、实用、生产成本低、质量有保证的生产工艺方法。
Description
技术领域
本发明涉及合金钢制造技术领域，特别是涉及一种汽车稳定杆用弹簧钢银亮材加工方法。
背景技术
随着汽车制造业的发展，对原材料内部和外观质量要求不断提升，弹簧材料首当其冲，尤其对外观尺寸、表面缺陷控制要求极高，尺寸达到h9级甚至更高要求，表面要求零缺陷供货，表面不得有加工硬化层，为保证质量，高应力汽车稳定杆均用弹簧钢采用银亮状态交货。市场对高应力银亮弹簧钢的需求量逐步增大，据统计预测，国内对高应力银亮弹簧钢（代表钢号为SUP9D、55Cr3等）供求量每年在8万吨以上，主要用于制造汽车底盘系统稳定杆弹簧。汽车底盘系统稳定杆对运行可靠性、安全性要求及疲劳要求极高，通过稳定控制弹簧钢表面质量对弹簧可靠性和疲劳寿命具有关键作用。
国内主要生产厂家生产汽车稳定杆用弹簧钢（代表钢号为SUP9D、55Cr3等）银亮材采用热轧+退火+剥皮+砂带磨光/碾光生产工艺，这种生产工艺成本高（退火+退火后矫直成本约400元/吨），隐藏了车削螺旋痕（图1-5）：图1，车削螺旋刀痕经矫直后无手感；图2，经酸洗后显现为凹凸螺旋状缺陷，这种缺陷对稳定杆疲劳造成影响；图3，车削状态材料表面有小于0.04mm硬化层组织；图4，材料在加工成稳定杆后异常断裂；图5，对断裂工件取样分析，发现表面存在横向裂纹。这种螺旋痕肉眼无法发现，实际仍然存在，在经酸洗后观察到，触摸有明显手感；硬化层缺陷无法消除；车削螺旋痕、硬化层对钢材使用造成实质性损害，对材料使用和稳定杆疲劳造成损害。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供一种汽车稳定杆用弹簧钢银亮材加工方法，包括以下工艺流程：EAF电弧炉→LF精炼炉→VD处理→小方坯连铸→堆冷→步进式连续加热炉加热→16道次轧制→一次冷却→4道次预精轧→二次冷却→4道次KOCKS轧机精轧→终冷却控温→检验→BT-3型剥皮机剥皮→矫直→TDC-CM100型无心磨床磨光→探伤→检查、涂油、打包→计量→入库。
技术效果：本发明采用银亮成品无心磨床轻磨的方式彻底消除了车削层、硬化层，达到了100%消除银亮加工车削痕、表面硬化层的效果，提升了稳定杆用弹簧钢银亮材质量水平；减少了常规的银亮弹簧钢生产工艺中退火、矫直工序，节约了钢材退火、矫直生产成本。
本发明进一步限定的技术方案是：
前所述的一种汽车稳定杆用弹簧钢银亮材加工方法，一次冷却、二次冷却和终冷却均采用控制冷却水箱进行控制冷却，其中一次冷却温度控制在900℃-960℃，二次冷却温度控制在800℃-860℃，终冷却控制在770℃-830℃。
前所述的一种汽车稳定杆用弹簧钢银亮材加工方法，TDC-CM100型无心磨床磨光时磨削量为0.08mm-0.12mm。
前所述的一种汽车稳定杆用弹簧钢银亮材加工方法，16道次轧制包括6道次初轧+10道次中轧。
前所述的一种汽车稳定杆用弹簧钢银亮材加工方法，探伤包括UT+ET。
本发明的有益效果是：
（1）本发明的现场可操作性强，工人容易掌握，钢材硬度值控制效果理想，满足BT-3型剥皮机银亮剥皮要求；
（2）本发明中相对常规的同类弹簧钢银亮材生产工艺减少了退火、矫直工序，节约了钢材退火、矫直生产成本，提高了钢材成材率，同时缩短了钢材生产周期；
（3）本发明中通过分段式控轧空冷技术装备，可以将钢材终轧温度控制在较窄的合适范围；
（4）本发明中通过合适的控制轧制方法，稳定杆用弹簧圆钢（代表钢号SUP9D）热轧采热轧状态硬度完全控制在260HB-285HB范围内，可以满足热轧直接剥皮生产银亮材的要求；
（5）本发明针对高成本、质量问题，采用改善热轧坯料硬度实现热轧后直接剥皮降低生产成本，采用剥皮后轻磨的方法消除剥皮导致的表面车削痕及轻微硬化层问题，实现了高质量、低成本、高效益生产。
附图说明
图1为剥皮后表面车削螺旋痕示意图；
图2为砂带磨磨光表面酸洗后螺旋痕示意图；
图3为表面车削硬化层示意图；
图4为硬化层导致稳定杆异常断裂示意图；
图5为硬化层导致稳定杆异常断裂金相示意图；
图6为无心磨床轻磨后表面无硬化层示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种汽车稳定杆用弹簧钢银亮材加工方法，采用150mm×150mmm规格的弹簧钢SUP9D连铸方坯，轧制成直径φ23mm规格（热轧坯料规格φ24mm）的弹簧圆钢银亮材的工艺流程是：EAF电弧炉→LF精炼炉→VD处理→小方坯连铸→堆冷→步进式连续加热炉加热→16道次轧制(6道次初轧+10道次中轧)→一次冷却到960℃→4道次预精轧→二次冷却到860℃→4道次KOCKS轧机精轧→终冷却控温到830℃→检验→剥皮→矫直→无心磨床磨光磨削量0.08mm→探伤(UT+ET)→检查、涂油、打包→计量→入库。
生产的试样测得的硬度值为283HB，满足BT-3型剥皮机稳定生产要求；银亮材成品表面无车削痕、无加工硬化层。
实施例2
本实施例提供的一种汽车稳定杆用弹簧钢银亮材加工方法，采用150mm×150mmm规格的弹簧钢SUP9D连铸方坯，轧制成直径φ23mm规格（热轧坯料规格φ24mm）的弹簧圆钢银亮材的工艺流程是：EAF电弧炉→LF精炼炉→VD处理→小方坯连铸→堆冷→步进式连续加热炉加热→16道次轧制(6道次初轧+10道次中轧)→一次冷却到900℃→4道次预精轧→二次冷却到800℃→4道次KOCKS轧机精轧→终冷却控温到770℃→检验→剥皮→矫直→无心磨床磨光磨削量0.08mm→探伤(UT+ET)→检查、涂油、打包→计量→入库。
生产的试样测得的硬度值为268HB，满足BT-3型剥皮机稳定生产要求；银亮材成品表面无车削痕，如图6，无加工硬化层。
本发明解决了现有采用退火方法生产稳定杆用弹簧圆钢银亮材生产成本高、周期长、质量难以保证的问题，提供一种简便、实用、生产成本低、质量有保证的生产工艺方法。
通过本技术的应用可实现相对低成本情况下实现高质量、高效益供货。据不完全统计国内汽车稳定杆用弹簧钢需求弹簧钢30万吨/年，其中银亮材约8万吨（代表钢号为SUP9D、55Cr3等），吨钢效益800元计算，弹簧钢银亮材效益达0.64亿元。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种汽车稳定杆用弹簧钢银亮材加工方法，其特征在于，包括以下工艺流程：EAF电弧炉→LF精炼炉→VD处理→小方坯连铸→堆冷→步进式连续加热炉加热→16道次轧制→一次冷却→4道次预精轧→二次冷却→4道次KOCKS轧机精轧→终冷却控温→检验→BT-3型剥皮机剥皮→矫直→TDC-CM100型无心磨床磨光→探伤→检查、涂油、打包→计量→入库。
2.根据权利要求1所述的一种汽车稳定杆用弹簧钢银亮材加工方法，其特征在于：所述一次冷却、二次冷却和终冷却均采用控制冷却水箱进行控制冷却，其中一次冷却温度控制在900℃-960℃，二次冷却温度控制在800℃-860℃，终冷却控制在770℃-830℃。
3.根据权利要求1所述的一种汽车稳定杆用弹簧钢银亮材加工方法，其特征在于：所述TDC-CM100型无心磨床磨光时磨削量为0.08mm-0.12mm。
4.根据权利要求1所述的一种汽车稳定杆用弹簧钢银亮材加工方法，其特征在于：所述16道次轧制包括6道次初轧+10道次中轧。
5.根据权利要求1所述的一种汽车稳定杆用弹簧钢银亮材加工方法，其特征在于：所述探伤包括UT+ET。
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