專利名稱：一種提高50CrVA板簧疲勞壽命的工藝方法
技術領域：
本發明涉及彈簧扁鋼的化學成分設計，尤其是提高板簧的疲勞壽命的工藝方法。 針對50CrVA板簧疲勞壽命的提高取得了效果極佳。
背景技術：
50CrVA彈簧扁鋼是寶鋼集團八鋼公司近年來開發的新產品，采用GB/T 1222-2007《彈簧鋼》的標準組織生產，主要用于制作重型汽車用板簧；本產品開發生產的最大難點是板簧的疲勞壽命低，達不到我國汽車制造行業的相關標準要求。汽車行業要求板簧的疲勞壽命> 8萬次，但過去生產的50CrVA板簧的疲勞壽命僅有3 5萬次，疲勞壽命不能滿足汽車行業要求。檢索文獻中未披露關于提高50CrVA板簧疲勞壽命的詳實研究內容。
本發明通過對50CrVA彈簧鋼化學成分的優化設計、通過對鋼中非金屬夾雜物的控制及變性處理、通過熱處理工藝參數的設計等方法，使板簧的疲勞壽命達到10萬次以上，產生了非常顯著的效果，拓展了市場銷售前景。發明內容
本發明的目的在于解決50CrVA板簧的疲勞壽命低的難題，使板簧的疲勞壽命滿足汽車制造行業> 8萬次的標準要求，為企業增加產值、創造效益。
本發明目的是這樣實現的一種提高50CrVA板簧疲勞壽命的工藝方法，包括熔煉鋼的化學成分的優化設計，對鋼中非金屬夾雜物的控制及變性的處理，以及對彈簧扁鋼的熱處理工藝，按步驟實施對50CrVA彈簧扁鋼的化學成分設計:由C :0. 49% ~ O. 53%,S1:0. 20% O. 30%,Mn O. 65% O. 75%、Cr :0· 90% 1. 05%、V :0. 11% O. 15%、Al : O. 006% O. 009%、P : O. 018% O. 020%、S 0. 016% O. 020%, Ni O. 25%、Cu ·.( O. 25 % 組成；對鋼中非金屬夾雜物的控制及變性處理①在大鋼包長水口與中間包浸入式水口的接頭處，采用氬氣密封圈密封，防止鋼水二次氧化；防止出鋼帶渣，帶渣量控制在O 5kg/t ;防止氣體、覆蓋劑、鋼渣由于液面過低而卷入結晶器，控制包鋼液的重量彡7t ;防止保護渣、氣體卷入連鑄坯，控制結晶器鋼液液面波動在± 2mm范圍之內；②夾雜物變性處理，即出鋼時向鋼包內加入SiCa合金或SiAlCaBa合金1.5-2. 5kg/t， 合金的粒度為20mm 100mm，鋼水溫度為1600°C 1650°C ;LF爐出鋼前，在白渣條件下用喂絲機加入SiCa線2. lm/t，鋼液的溫度為1550°C 1580°C ；對板簧的熱處理工藝參數的設計其淬火溫度1000°C、淬火介質的油、回火溫度為500°C、回火介質為水；抗拉強度彡1300N/mm2、屈服強度彡1200N/mm2、斷后伸長率彡11%,斷面收縮率彡50%。
所述的方法，使板簧的疲勞壽命達到汽車行業> 8萬次的標準要求。
本發明一是對50CrVA彈簧鋼的碳、錳、鉻的化學成分范圍進行了調整，由中下線調整為中上限；為了細化晶粒、提高鋼的脫氧效果，鋼中添加了一定量鋁元素，最終形成了新的50CrVA的化學成分；二是采用氬氣密封保護澆注，防止鋼水二次氧化；嚴禁帶渣出鋼， 嚴格控制中包液面高度防止氣體、覆蓋劑、鋼渣卷入結晶器；嚴格控制結晶器鋼液液面波動，以免將保護渣、氣體卷入鑄坯；對鋼液進行鈣處理，可防止鋁鎮靜鋼中鏈狀氧化物的形成，MnS夾雜基本消除，鋼中的硫化物和氧化物球化并彌散均勻分布，使有害夾雜物變為無害夾雜物；三是對彈簧扁鋼的熱處理工藝的改進，使產品的疲勞壽命大幅提高，有獨到之處，彰顯技術進步。
本發明對照附圖作進一步說明。
附圖為非金屬夾雜物變性處理的數量、形狀、分布情況比較圖；圖1一未進行變性處理的鋼中的非金屬夾雜物為鏈狀、條狀；圖2—進行了變性處理的鋼中的非金屬夾雜物為點狀、球狀；如圖所示經過變性處理后，非金屬夾雜物的數量明顯減少，呈現出點狀、彌散分布的狀態，有利于板黃疲勞壽命的提聞。
具體實施方式
本發明對照實施例作進一步說明。
本發明的操作熔煉步驟與技術要點控制一、對其熔煉鋼的化學成分的優化設計以質量百分數配制，由 C: O. 50%；Si O. 25%；Mn O. 65%；Cr O. 90% ；V :0.12%; Al 0. 007% ；P 0. 018% ；S 0. 018% ；N1:彡 0. 25% ；Cu :彡 0. 25% 組成；二、對熔煉鋼夾雜物控制及變性處理方法(1)在大鋼包長水口與中間包浸入式水口的接頭處，采用氬氣密封圈密封，防止鋼水與空氣接觸而發生二次氧化；(2)嚴禁出鋼帶渣，出鋼時的帶渣量控制在<3kg/t ；(3)嚴格控制中包鋼液重量彡7U防止氣體、覆蓋劑、鋼渣由于液面過低而卷入結晶器；(4)嚴格控制結晶器鋼液液面波動在±2_范圍之內，以免將保護渣、氣體卷入連鑄 坯；(5)夾雜物變性處理，即出鋼時向鋼包內加入SiCa合金或SiAlCaBa合金2.5kg/t，合金的粒度為60mm，鋼水溫度為1600°C ;LF爐出鋼前，在白渣條件下用喂絲機加入SiCa線2.lm/t，鋼液的溫度要求為1585°C。
三、對板簧的熱處理工藝參數的設計熱處理的淬火溫度1000°c、淬火介質為油、回火溫度500°C、回火介質為水。抗拉強度彡1300N/mm2、屈服強度彡1200N/mm2、斷后伸長率彡11%,斷面收縮率彡50%。本發_對產a熱ft麗后力學性觴實纏的效累驗α
權利要求
1.一種提高50CrVA板簧疲勞壽命的工藝方法，其特征在于包括熔煉鋼的化學成分的優化設計，對鋼中非金屬夾雜物的控制及變性的處理，以及對彈簧扁鋼的熱處理工藝，按步驟實施對50CrVA彈簧扁鋼的化學成分設計由C : O. 49% O. 53 %、S1: O. 20 % O. 30 %、 Mn: O. 65 % O. 75 %、Cr : O. 90 % 1. 05 %、V :0. 11 % O. 15 %、Al : O. 006 % O.009%, P O. 018% O. 020%、S: O. 016% O. 020%、N1:彡 O. 25%、Cu :彡 O. 25% 組成；對鋼中非金屬夾雜物的控制及變性處理①在大鋼包長水口與中間包浸入式水口的接頭處，采用氬氣密封圈密封，防止鋼水二次氧化；防止出鋼帶渣，帶渣量控制在O 5kg/t ;防止氣體、覆蓋劑、鋼渣由于液面過低而卷入結晶器，控制包鋼液的重量彡7t ;防止保護渣、氣體卷入連鑄坯，控制結晶器鋼液液面波動在± 2mm范圍之內；②夾雜物變性處理，即出鋼時向鋼包內加入SiCa合金或SiAlCaBa合金1.5-2. 5kg/t， 合金的粒度為20mm 100mm，鋼水溫度為1600°C 1650°C ;LF爐出鋼前，在白渣條件下用喂絲機加入SiCa線2. lm/t，鋼液的溫度為1550°C 1580°C ；對板簧的熱處理工藝參數的設計其淬火溫度1000°C、淬火介質的油、回火溫度為500°C、回火介質為水；抗拉強度彡1300N/mm2、屈服強度彡1200N/mm2、斷后伸長率彡11%,斷面收縮率彡50%。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于該方法使彈簧鋼的疲勞壽命達到汽車行業彡8萬次的標準要求。
全文摘要
本發明提供的一種提高50CrVA板簧疲勞壽命的工藝方法，包括對50CrVA彈簧扁鋼的化學成分的優化設計由C0.49%～0.53％、Si0.20％～0.30％、Mn0.65％～0.75％、Cr0.90％～1.05％、V0.11％～0.15％、Al0.006％～0.009％、P0.018％～0.020％、S0.016％～0.020％、Ni≤0.25%、Cu≤0.25%組成；對鋼中非金屬夾雜物的控制及變性處理的方法①在大鋼包長水口與中間包浸入式水口的接頭處，采用氬氣密封圈密封；出鋼帶渣量控制在0～5kg/t；控制包鋼液的重量≥7t；控制結晶器鋼液液面波動在±2mm范圍之內；②夾雜物變性處理，在白渣條件下用喂絲機加入SiCa線2.1m/t，鋼液的溫度為1550℃～1580℃；對板簧的熱處理參數其淬火溫度1000℃、回火溫度為500℃；抗拉強度≥1300N/mm2、屈服強度≥1200N/mm2、斷后伸長率≥11%、斷面收縮率≥50%。
文檔編號C21D9/02GK103014533SQ20111031772
公開日2013年4月3日 申請日期2011年10月19日 優先權日2011年10月19日
發明者姜英禹 申請人:寶鋼集團新疆八一鋼鐵有限公司