专利名称：安全气囊系统用钢管及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种具有高强度IOOOMPa以上的高强度和高韧性并适于安全气囊系统用的钢管，本发明还涉及这种钢管的制造方法。
背景技术：
近年来，在汽车产业方面，增大车辆安全性的装置的导入取得积极进展。这种装置的一例就是安全气囊系统，这种装置发生碰撞时，在乘客与方向盘或仪表盘等碰撞前在它们与乘客之间用气体等展开安全气囊，吸收乘客的运动能量而谋求减轻伤害。现有的安全气囊系统，使用爆发性药品产生用于展开安全气囊的气体。不过，从安全气囊展开速度的响应性和气体压力调整的要求考虑，而开发出在钢管中填充用于展开安全气囊的高压气体的其他种类的安全气囊系统，其适用广泛。后者这种安全气囊系统，一般在称为蓄压器的钢管内高压保持着用于展开的气体。碰撞时，蓄压器内的用于展开的气体一下子向安全气囊内喷出。其结果是，作为用于展开的高压气体蓄压器使用的钢管，在极短时间以大的应变速度负载应力。从而，与现有的压力汽缸和线性管等这种简单的结构物不同，作为安全气囊系统的蓄压器使用的钢管被要求高的尺寸精度、加工性及焊接形，还被要求高强度和优异的耐爆破性。适用于蓄压器的安全气囊系统用钢管及其制造方法，被公布在例如特开平 10-140238号、特开平10-140M9号、特开平10-140250号、特开平10-14(^83号、特开平10-212M9号、特开2002-294339号、特开平11-1999 号、特开2001-49343号、特开 2002-194501 号上。上述各公报所述的技术，均意图制造高强度高韧性安全气囊系统用钢管，不过，作为拉伸强度以590MPa以上为目标，由其实施例页表明，拉伸强度最高只不过为947MPa。上述公报所述的技术，相对于现有的安全气囊系统而言也能够获得充分的性能。 不过，随着汽车的轻量化近年来越来越强，安全气囊系统也被要求小型化、轻量化。从而还要求蓄压器压力的更高压化合钢管的更薄壁化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一在于提供一种高强度、高韧性的作为安全气囊系统用(即安全气囊系统的蓄压器用)的钢管。本发明所要解决的技术问题之二在于提供上述钢管的制造方法。本发明人发现，要提供具有高强度且耐爆破性。能够充分对应于蓄压器压力的安全气囊用管，钢管必须具有下述特性 (a)抗拉强度大于IOOOMPa ；(b)屈服强度为 875mpa ；(c)伸长率(最小于2英寸标尺)13%，(d)洛氏硬度彡37Rc ；
(e)最小爆破压为18200PSiminimun，钢管承受压力循环4500、冲击性能在-60° 的情况下，冲击能量为IOft-Ibf0。作为本发明第一方面的适于安全气囊系统用的钢管，该钢管在制管或经过一次冷轧，具有的钢组成是按照质量％含有C :0. 12%以下、Mn :1. 00 1.40%、S :0. 01%以下、P 0. 015% 以下、Si 0. 15 0. 35%,Ni :0. 25% 以下、Cr :0. 40 0. 80%,Mo :0. 30 0. 60%、 V 0. 07% 以下、Cu 0. 以下、Al :0. 15 0. 05%, Ne :0. 05% 以下、Ti :0. 05% 以下、Sn 0. 05%以下、Sb :0. 05%以下、As :0. 05%以下、Pb :0. 05%以下，且Sn Sb As Pb各元素的总量0. 15%以下，剩余部分为狗。作为本发明第二方面的适于安全气囊系统用的钢管的制备方法，由以下步骤组成(a)首先将由上述含量的钢制成的管坯，通过加热炉将管坯加热到1125°C 1170°C的高温区停留5 15分钟，通过穿孔机进行热穿孔，形成Φ62πιπιΧ4.0 4. 8mm或 Φ 78mm X 5. 6mm荒管，然后自然冷却，再进酸洗槽酸洗5 10分钟，酸洗后冲洗干净后，送入连续退火炉，进行热处理；热处理后进行磷化处理5 10分钟；磷化处理并冲洗干净后对荒管进行修磨，再通过二辊轧机进行冷轧；通过轧制的变形量使其到成品规格的轧制钢管； 其中酸洗处理的酸洗液由以下重量百分比的原料配制而成硫酸20%、硝酸10%、水70% ； 所述热处理是采用辊底式连续退火炉，炉堂温度在700°C 800°C，退火时间在20 30分钟；磷化处理的磷化液由以下重量百分比的原料配制而成硫酸5%、硝酸25%、水70%;所述通过二辊轧机进行冷轧是指通过60型二辊轧机在管坯的中心穿一个芯棒，然后将管坯通过60型二辊轧机的上下对辊，根据成品钢管的尺寸对钢坯的变形量进行控制达到轧制的要求；(b)将步骤(a)制成的轧制钢管通过真空调质炉或电加热感应圈对轧制钢管进行调质处理，使其能成为回火马氏体的结构；到达如下机械性能抗拉强度1000 1137MPa、 屈服强度为875MPa、伸长率(最小于2英寸标尺)13 %，洛氏硬度彡37Rc,最小爆破压为18200PSiminimun，钢管承受压力循环4500、冲击性能在-60°C的情况下，冲击能量为 IOft-Ibfo ；所述调质处理是将轧制钢管加热到850°C 900°C，然后通过快速冷却达到回火目的。由于采用了如上的技术方案，本发明制成的安全气囊系统所用的钢管能满足要求，达到高强度，轻量化的要求。
具体实施例方式下面，对本发明进行更详细地说明。在本说明书中，表示钢的组成的“ ％ ”，只要没有特别说明，就是“质量％”本发明的适于安全气囊系统用的钢管，该钢管在制管或经过一次冷轧，具有的钢组成是按照质量％含有C :0. 12%以下、Mn 1.00 1.40%、S :0. 01%以下、P :0. 015%以下、Si 0. 15 0. 35%,Ni :0. 25% 以下、Cr :0. 40 0. 80%,Mo :0. 30 0. 60%,V :0. 07% 以下、Cu 0. 35% 以下、Al 0. 15 0. 05%, Ne :0. 05% 以下、Ti :0. 05% 以下、Sn :0. 05% 以下、Sb :0. 05%以下、As :0. 05%以下、Pb :0. 05%以下，且Sn Sb As Pb各元素的总量0. 15% 以下，剩余部分为狗。
适于安全气囊系统用的钢管的制备方法，由以下步骤组成(a)首先将由上述含量的钢制成的管坯，通过加热炉将管坯加热到1125°C 1170°C的高温区停留5 15分钟，通过穿孔机进行热穿孔，形成Φ62πιπιΧ4.0 4. 8mm或 Φ 78mm X 5. 6mm荒管，然后自然冷却，再进酸洗槽酸洗5 10分钟，酸洗后冲洗干净后，送入连续退火炉，进行热处理；热处理后进行磷化处理5 10分钟；磷化处理并冲洗干净后对荒管进行修磨，再通过二辊轧机进行冷轧；通过轧制的变形量使其到成品规格的轧制钢管； 其中酸洗处理的酸洗液由以下重量百分比的原料配制而成硫酸20%、硝酸10%、水70% ； 所述热处理是采用辊底式连续退火炉，炉堂温度在700°C 800°C，退火时间在20 30分钟；磷化处理的磷化液由以下重量百分比的原料配制而成硫酸5%、硝酸25%、水70%;所述通过二辊轧机进行冷轧是指通过60型二辊轧机在管坯的中心穿一个芯棒，然后将管坯通过60型二辊轧机的上下对辊，根据成品钢管的尺寸对钢坯的变形量进行控制达到轧制的要求；(b)将步骤(a)制成的轧制钢管通过真空调质炉或电加热感应圈对轧制钢管进行调质处理，使其能成为回火马氏体的结构；到达如下机械性能抗拉强度1000 1137MPa、 屈服强度为875MPa、伸长率(最小于2英寸标尺)13 %，洛氏硬度彡37Rc,最小爆破压为18200PSiminimun，钢管承受压力循环4500、冲击性能在-60°C的情况下，冲击能量为 IOft-Ibfo ；所述调质处理是将轧制钢管加热到850°C 900°C，然后通过快速冷却达到回火目的。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.适于安全气囊系统用的钢管，该钢管在制管或经过一次冷轧，具有的钢组成是按照质量％含有C 0. 12% 以下、Mn 1. 00 1. 40%,S :0. 01% 以下、P :0. 015% 以下、Si :0. 15 0. 35%,Ni 0. 25% 以下、Cr :0. 40 0. 80%,Mo :0. 30 0. 60%,V :0. 07% 以下、Cu :0. 35% 以下、Al 0. 15 0. 05%、Ne :0. 05% 以下、Ti :0. 05% 以下、Sn :0. 05% 以下、Sb :0. 05% 以下、As :0. 05%以下、Pb :0. 05%以下，且Sn Sb As Pb各元素的总量0. 15%以下，剩余部分为Fe。
2.—种权利要求1所述的适于安全气囊系统用的钢管的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成(a)首先将由上述含量的钢制成的管坯，通过加热炉将管坯加热到1125°C 1170°C 的高温区停留5 15分钟，通过穿孔机进行热穿孔，形成Φ62πιπιΧ4.0 4. 8mm或 Φ 78mm X 5. 6mm荒管，然后自然冷却，再进酸洗槽酸洗5 10分钟，酸洗后冲洗干净后，送入连续退火炉，进行热处理；热处理后进行磷化处理5 10分钟；磷化处理并冲洗干净后对荒管进行修磨，再通过二辊轧机进行冷轧；通过轧制的变形量使其到成品规格的轧制钢管； 其中酸洗处理的酸洗液由以下重量百分比的原料配制而成硫酸20%、硝酸10%、水70%; 所述热处理是采用辊底式连续退火炉，炉堂温度在700°C 800°C，退火时间在20 30分钟；磷化处理的磷化液由以下重量百分比的原料配制而成硫酸5%、硝酸25%、水70%;所述通过二辊轧机进行冷轧是指通过60型二辊轧机在管坯的中心穿一个芯棒，然后将管坯通过60型二辊轧机的上下对辊，根据成品钢管的尺寸对钢坯的变形量进行控制达到轧制的要求；(b)将步骤(a)制成的轧制钢管通过真空调质炉或电加热感应圈对轧制钢管进行调质处理，使其能成为回火马氏体的结构；到达如下机械性能抗拉强度1000 1137MPa、屈服强度为875MPa、伸长率13%，洛氏硬度彡37Rc，最小爆破压为18200PSiminimun，钢管承受压力循环4500、冲击性能在-60°C的情况下，冲击能量为IOft-Ibfo ；所述调质处理是将轧制钢管加热到850°C 900°C，然后通过快速冷却达到回火目的。
全文摘要
本发明公开的适于安全气囊系统用的钢管，该钢管在制管或经过一次冷轧，具有的钢组成是按照质量％含有C0.12％以下、Mn1.00～1.40％、S0.01％以下、P0.015％以下、Si0.15～0.35％、Ni0.25％以下、Cr0.40～0.80％、Mo0.30～0.60％、V0.07％以下、Cu0.35％以下、Al0.15～0.05％、Ne0.05％以下、Ti0.05％以下、Sn0.05％以下、Sb0.05％以下、As0.05％以下、Pb0.05％以下，且Sn Sb As Pb各元素的总量0.15％以下，剩余部分为Fe。本发明还公开了该钢管的制备方法，制备的钢管具有如下机械性能抗拉强度1000～1137MPa、屈服强度为875MPa、伸长率(最小于2英寸标尺)13％，洛氏硬度≤37Rc，最小爆破压为18200PSiminimun，钢管承受压力循环4500、冲击性能在-60℃的情况下，冲击能量为10ft-lbfo。
文档编号C21D9/08GK102304613SQ20111027965
公开日2012年1月4日 申请日期2011年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者王路健, 胡吉民 申请人:上海尊马不锈钢制管有限公司