一种汽车桥壳用冷压钢板及其生产方法与流程

本发明涉及钢铁冶炼工艺，特别是一种汽车桥壳用冷压钢板及其生产方法。

背景技术：

目前汽车后桥壳体制造主要采用的是加热后热冲压成型和冷态钢板直接冲压成型，加热后热冲压成型工艺相对复杂，成本增加，而采用冷态钢板直接冲压成型工艺容易控制，可节约成本。此外采用高强度级别钢板代替低强度级别钢板作为壳体材料，也可实现汽车的减重是汽车行业发展的趋势。

现有技术中已公开相关技术内容如专利公开号为CN 104630629 A的中国发明专利公开说明了一种汽车桥壳钢及其制备方法，该方法提出适量添加Nb、Ti微合金元素，并控制N含量，采用适度的控制轧制和控制冷却，获得了600MPa级钢材且具有优异的力学性能及成型性能。专利公开号为CN 104213019 A的发明专利公开说明了一种600MPa级汽车桥壳钢及其生产方法，该钢采用V-N强化，其中化学成分为C：0.21～0.26%、Si：0.51～0.60%、Mn：1.1～1.5%、P：≤0.020%、S：≤0.010%、Al：0.01～0.06%，V：0.05～0.06%、N：0.012～0.016%。其通过设计准确的V、N含量及控制轧制和控制冷却工艺，生产出600MPa级汽车桥壳用热轧带钢。该发明所述带钢在桥壳生产中采用热成型方法，且生产工艺采用V-N强化，而本发明采用V、Nb微合金元素来提高钢板强度，并在桥壳生产时采用冷压工艺。

上述专利虽然公开了600MPa级汽车桥壳用钢材，但工艺陈旧、废品率高、钢铁配方不适应冷态钢板直接冲压成型工艺，批量化生产时产品质量不统一，产品整体质量下降，直接影响车辆安全。

技术实现要素：

本发明解决现有技术的不足提供一种钢材性能优异、批量化质量统一的汽车桥壳用冷压钢板及其生产方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种汽车桥壳用冷压钢板，化学成分按如下质量分数配制：C0.10～0.16%、Si0.30～0.45%、Mn1.45～1.60%、P≤0.015%、S≤0.005%、V0.045～0.060%、Nb0.015～0.030%、Als0.025～0.050%，余量为Fe。

一种汽车桥壳用冷压钢板的生产方法，包括如下步骤：

A、转炉冶炼

按权利要求1的配方配制并通过转炉冶炼制得钢水，冶炼其间氧气底吹次数小于等于2次，出钢过程中避免下渣；

B、LF炉精炼

采用白渣冶炼，白渣保持时间≥15min；

C：、连铸

连铸全过程使用氮气保护浇注，连铸坯切割后入缓冷坑缓冷48h；

D、加热

均热段1170～1220℃，均热时间10～12min；

E、轧制

采用两阶段轧制，钢坯一阶段开轧温度1050～1090℃，钢坯待温厚度为成品厚度的1.5～3倍，二阶段开轧温度在880～920℃，终轧温度780～820℃；

F、控冷

冷却速度为5～10℃/s，终冷温度630～680℃。

所述步骤E中成品厚度为12～25mm。

本发明的有益效果为：

一种汽车桥壳用冷压钢板，化学成分按如下质量分数配制：C：0.10～0.16%、Si：0.30～0.45%、Mn：1.45～1.60%、P≤0.015%、S≤0.005%、V：0.045～0.060%、Nb：0.015～0.030%、Als：0.025～0.050%，余量为Fe。本发明采用普通碳素结构钢添加微量V和Nb元素，并降低P、S的含量，以适当改变轧制和冷却工艺来提高钢板强度，提高了钢板的冷成型性能。

上述化学元素的作用分析如下：C对钢板的强度、低温韧性、焊接性能都起着重要的作用。碳含量控制的过低，则不能够保证强度，含量过高时，则焊接性能和低温韧性较难控制。Si是炼钢脱氧的必要元素，可以增加材料的强度，但损害材料的低温韧性及焊接性能，因此含量不能太大。Mn是典型的奥氏体稳定化元素，能够提高钢的淬透性，并起到固溶强化和细化铁素体晶粒的作用，在低碳条件下对于提高材料的强度有着显著的作用。P具有一定的冷脆性，对焊接不利，属于有害元素，应尽量向低含量控制。S易形成硫化物夹杂，具有一定的热脆性，属于有害元素，应尽量向低含量控制。V是一种晶粒细化元素，可以提高强度和韧性，减小过热敏感性，提高高温蠕变性能。但因为具有时效脆性，含量不能太高。Nb具有较好的细晶强化作用，且可以改善钢板的韧性，降低韧脆转变温度，而Nb含量又不能太高，一方面是Nb属于贵金属元素，控制加入量可以控制成本，另一方面是Nb含量较高时钢板表面易形成微裂纹，不易于冷加工。Al是钢中的脱氧剂，在钢中形成AlN，可提高钢的热稳定性，但含量过高时会影响钢的低温韧性和冲击性。

一种汽车桥壳用冷压钢板的生产方法，包括如下步骤：按权利要求1的配方配制并通过转炉冶炼制得钢水，冶炼其间氧气底吹次数小于等于2次，出钢过程中避免下渣；减少钢中氧含量，避免下渣为减少钢中杂质。采用白渣冶炼，白渣保持时间≥15min；降低钢水中的氧含量，避免氧化物夹杂，提高钢水质量。连铸全过程使用氮气保护浇注，连铸坯切割后入缓冷坑缓冷48h；提高板坯表面质量，缓冷可避免钢坯表面冷速过快产生裂纹缺陷。均热段1170～1220℃，均热时间10～12min；采用两阶段轧制，钢坯一阶段开轧温度1050～1090℃，钢坯待温厚度为成品厚度的1.5～3倍，二阶段开轧温度在880～920℃，终轧温度780～820℃；冷却速度为5～10℃/s，终冷温度630～680℃。使钢板组织为铁素体和珠光体，既提高了一定的强度，又能使钢板韧性有所改善。钢坯待温厚度为成品厚度的1.5～3倍。所述步骤E中成品厚度为12～25mm。通过上述成分设计和生产工艺流程的设计，保证了钢板的各项性能指标，钢板拉伸、冲击等力学性能、超声波探伤等指标均优于同类产品。

附图说明

图1为本发明生产钢材近表面金相组织示意图；

图2为本发明生产钢材中心部位金相组织示意图。

具体实施方式

一种汽车桥壳用冷压钢板，其特征在于化学成分按如下质量分数配制：C：0.10～0.16%、Si：0.30～0.45%、Mn：1.45～1.60%、P≤0.015%、S≤0.005%、V：0.045～0.060%、Nb：0.015～0.030%、Als：0.025～0.050%，余量为Fe。

一种汽车桥壳用冷压钢板的生产方法，包括如下步骤：

A、转炉冶炼

按上述配方配制并通过转炉冶炼制得钢水，冶炼其间氧气底吹次数小于等于2次，出钢过程中避免下渣；

B、LF炉精炼

采用白渣冶炼，白渣保持时间≥15min；

C：、连铸

连铸全过程使用氮气保护浇注，连铸坯切割后入缓冷坑缓冷48h；

D、加热

均热段1170～1220℃，均热时间10～12min；

E、轧制

采用两阶段轧制，钢坯一阶段开轧温度1050～1090℃，钢坯待温厚度为成品厚度的1.5～3倍，成品厚度为12～25mm，二阶段开轧温度在880～920℃，终轧温度780～820℃；

F、控冷

冷却速度为5～10℃/s，终冷温度630～680℃。

实施例1

C：0.15%、Si：0.4%、Mn：1.5%、P≤0.015%、S≤0.005%、V：0.05%、Nb：0.02%、Als：0.04%，余量为Fe和少量杂质。

实施例2

C：0.16%、Si：0.45%、Mn：1.60%、P≤0.015%、S≤0.005%、V： 0.060%、Nb：0.030%、Als：0.050%，余量为Fe和少量杂质。

实施例3

C：0.10%、Si：0.30%、Mn：1.45%、P≤0.015%、S≤0.005%、V：0.045%、Nb：0.015%、Als：0.025%，余量为Fe和少量杂质。

实施例1至3均采用上述方法生产。实施例1至3钢材检测数据如下：

通过上述表格和图1、2所示上述钢材均达到600MPa级汽车桥壳用钢材标准，钢板拉伸、冲击等力学性能、超声波探伤等指标均优于同类产品，符合汽车桥壳厂家生产要求。