一種彈簧鋼合金生產工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋼合金技術領域，具體涉及一種彈簧鋼合金生產工藝。
【背景技術】
[0002]彈簧鋼60Si2MnA合金元素含量低，脫碳傾向小，回火穩定性良好，熱加工性能好、成本低，熱處理后性能優良，廣泛應用在汽車、鐵路及工程機械等行業中。但生產圓鋼時，在空冷條件下常會先共析出網狀鐵素體，致使塑性和韌性嚴重下降，冷加工過程易斷，易造成人身傷害，熱加工又增加了大量的熱處理成本。
[0003]合金彈簧鋼的質量好壞在很大程度上決定于冶煉工藝，包括鋼的化學成分，鋼水潔凈度(氣體、有害元素、夾雜物)和鑄坯質量(成分偏析、脫碳及其表面狀況)，這幾個方面正是冶煉操作的關鍵控制點。另外，彈簧鋼還要求有足夠的淬透性以保證整個彈簧截面獲得均勻的微觀組織和力學性能。

【發明內容】

[0004]為解決上述問題，本發明提供了一種彈簧鋼合金生產工藝。
[0005]為實現上述目的，本發明采取的技術方案為:
一種彈簧鋼合金生產工藝，包括由以下重量百分比的化學成分制備而成:
C 0.35 ?0.5%、Si 1.10 ?1.70%、Mn 0.10 ?0.20%、P 彡 0.004%、S 0.005 ?0.008%、Cu 0.18 ?0.21%、Ni 0.28 ?0.41%、Cr 1.09?1.22%、V 0.04 ?0.12%、Ti 0.4 ?0.55%、A1 ( 0.027%和不可避免的雜質。
[0006]進一步地，包括如下步驟:
51、稱取C 0.35 ?0.5%、Si 1.10 ?1.70%、Mn 0.10 ?0.20%、P 彡 0.004%、S 0.005 ?
0.008%、Cu 0.18 ?0.21%、Ni 0.28 ?0.41%、Cr 1.09?1.22%、V 0.04 ?0.12%、Ti 0.4 ?
0.55%、A1 ^ 0.027%和不可避免的雜質，投入真空冶煉爐中進行冶煉，然后進行加熱鍛造，得到彈簧鋼合金型坯；
52、將步驟S1中得到的彈簧鋼合金型坯放置鉆孔機和卷耳機上進行鉆孔和卷耳操作，得到彈簧鋼合金型材；
53、將步驟S2所得的彈簧鋼合金型材進行淬火工藝，得到彈簧鋼合金材料，淬火之后進行油冷操作；
54、將步驟S3所得彈簧鋼合金材料進行中溫回火處理，中溫回火處理之后進行噴丸工藝，再進行預壓操作，得到彈簧鋼合金初品；
55、將步驟S4所得的彈簧鋼合金初品經過退火處理之后，冷卻至室溫，進行噴漆操作，放置2h之后通過檢驗、包裝入庫。
[0007]進一步地，所述步驟S1中冶煉溫度1630?1650°C，熔煉時間為2?4小時，鍛造加熱溫度為1050?1150°C，鍛造開始溫度為1000?1100°C，鍛造結束溫度為850°C。
[0008]進一步地，所述步驟S3中淬火溫度為840?870 °C。
[0009]進一步地，所述步驟S4中的中溫回火溫度為200?300°C，中溫回火目的是為了防止因淬火應力引起自裂，保溫30min以上，出爐后淋水冷卻，以防止回火脆性。
[0010]進一步地，所述步驟S4中噴丸的目的是強化鋼材表面，使其產生殘余壓力，提高疲勞強度。
[0011]進一步地，所述步驟S5中噴漆的目的是為了防止彈簧鋼表面的氧化并能有效防止銹蝕。
[0012]進一步地，所述步驟S5退火處理溫度為500?650°C，然后空氣冷卻至室溫，退火時間1小時。
[0013]進一步地，包括由以下重量百分比的化學成分制備而成:
C 0.42%、Si 1.69%、Μη 0.18%、Ρ 0.004%、S 0.007%、Cu 0.2%、Ni 0.33%、Cr 1.16%、V
0.05%、Ti 0.5%、A1 0.027%和不可避免的雜質。
[0014]高強度高韌性合金鋼中各重量百分比的化學成分作用:
碳(C):鋼中含碳量增加，屈服點和抗拉強度升高，但塑性和沖擊性降低，當碳含量超過
0.23%時，鋼的焊接性能變壞，因此用于焊接的低合金結構鋼，含碳量一般不超過0.20%。碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力，在露天料場的高碳鋼就易銹蝕；此外，碳能增加鋼的冷脆性和時效敏感性。
[0015]硅(Si):在煉鋼過程中加硅作為還原劑和脫氧劑，所以鎮靜鋼含有0.15 - 0.30%的硅。如果鋼中含硅量超過0.50-0.60%，硅就算合金元素。硅能顯著提高鋼的彈性極限，屈服點和抗拉強度，故廣泛用于作彈簧鋼。在調質結構鋼中加入1.0 — 1.2%的硅，強度可提尚15 一 20%ο娃和鑰、媽、絡等結合，有提尚抗腐蝕性和抗氧化的作用，可制造耐熱鋼。含硅1 一 4%的低碳鋼，具有極高的導磁率，用于電器工業做矽鋼片。硅量增加，會降低鋼的焊接性能。
[0016]錳(Μη):在煉鋼過程中，錳是良好的脫氧劑和脫硫劑，一般鋼中含錳0.30 —
0.50%ο在碳素鋼中加入0.70%以上時就算“錳鋼”，較一般鋼量的鋼不但有足夠的韌性，且有較高的強度和硬度，提高鋼的淬性，改善鋼的熱加工性能，如16Μη鋼比A3屈服點高40%。含錳11 - 14%的鋼有極高的耐磨性，用于挖土機鏟斗，球磨機襯板等。錳量增高，減弱鋼的抗腐蝕能力，降低焊接性能。
[0017]磷(Ρ):在一般情況下，磷是鋼中有害元素，增加鋼的冷脆性，使焊接性能變壞，降低塑性，使冷彎性能變壞。因此通常要求鋼中含磷量小于0.045%，優質鋼要求更低些。
[0018]硫(S):硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和乳制時造成裂紋。硫對焊接性能也不利，降低耐腐蝕性。所以通常要求硫含量小于0.055%，優質鋼要求小于0.040%。在鋼中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常稱易切削鋼。
[0019]鉻(Cr):在結構鋼和工具鋼中，鉻能顯著提高強度、硬度和耐磨性，但同時降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，因而是不銹鋼，耐熱鋼的重要合金元素。
[0020]鎳(Ni):鎳能提高鋼的強度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。但由于鎳是較稀缺的資源，故應盡量采用其他合金元素代用鎳鉻鋼。
[0021]銅(Cu):武鋼用大冶礦石所煉的鋼，往往含有銅。銅能提高強度和韌性，特別是大氣腐蝕性能。缺點是在熱加工時容易產生熱脆，銅含量超過0.5%塑性顯著降低。當銅含量小于0.50%對焊接性無影響。
[0022]A1 (Al):A1是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的A1，可細化晶粒，提高沖擊韌性，如作深沖薄板的08A1鋼。A1還具有抗氧化性和抗腐蝕性能，A1與鉻、硅合用，可顯著提尚鋼的尚溫不起皮性能和耐尚溫腐蝕的能力。A1的缺點是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。
[0023]本發明在鋼中添加了 N1、Cr, Cu等合金元素，使其在腐蝕環境下鐵銹中非晶態組分增高，能夠阻止C1的侵入，減少了腐蝕坑的形成和蔓延，以及放置腐蝕反應中形成的氫的出現，有效地降低了裂紋擴展率，從而提高了腐蝕抗力，另外，Ti加入會生成微米級一下的TiC沉淀，從而改善了氫脆的影響。
【具體實施方式】
[0024]
為了使本發明的目的及優點更加清楚明白，以下結合實施例對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0025]本發明包括由以下重量份的原料制備而成:由以下重量百分比的化學成分制備而成:
C 0.35 ?0.5%、Si 1.10 ?1.70%、Mn 0.10 ?0.20%、P 彡 0.004%、S 0.005 ?0.008%、Cu 0.18 ?0.21%、Ni 0.28 ?0.41%、Cr 1.09?1.22%、V 0.04 ?0.12%、Ti 0.4 ?0.55%、A1 ( 0.027%和不可避免的雜質。
[0026]包括如下步驟:
51、稱取C 0.35 ?0.5%、Si 1.10 ?1.70%、Mn 0.10 ?0.20%、P 彡 0.004%、S 0.005 ?
0.008%、Cu 0.18 ?0.21%、Ni 0.28 ?0.41%、Cr 1.09?1.22%、V 0.04 ?0.12%、Ti 0.4 ?
0.55%、A1 ^ 0.027%和不可避免的雜質，投入真空冶煉爐中進行冶煉，然后進行加熱鍛造，得到彈簧鋼合金型坯；
52、將步驟S1中得到的彈簧鋼合金型坯放置鉆孔機和卷耳機上進行鉆孔和卷耳操作，得到彈簧鋼合金型材；
53、將步驟S2所得的彈簧鋼合金型材進行淬火工藝，得到彈簧鋼合金材料，淬火之后進行油冷操作；
54、將步驟S3所得彈簧鋼合金材料進行中溫回火處理，中溫回火處理之后進行噴丸工藝，再進行預壓操作，得到彈簧鋼合金初品；
55、將步驟S4所得的彈簧鋼合金初品經過退火處理之后，冷卻至室溫，進行噴漆操作，放置2h之后通過檢驗、包裝入庫。
[0027]所述步驟S1中冶煉溫度1630?1650°C，熔煉時間為2?4小時，鍛造加熱溫度為1050?1150°C，鍛造開始溫度為1000?1100°C，鍛造結束溫度為850°C。
[0028]所述步驟S3中淬火溫度為840?870 °C。
[0029]所述步驟S4中的中溫回火溫度為200?300°C，中溫回火目的是為了防止因淬火應力引起自裂，保溫30min以上，出爐后淋水冷卻，以防止回火脆性。
[0030]所述步驟S4中噴丸的目的是強化鋼材表面，使其產生殘余壓力，提高疲勞強度。
[0031]所述步驟S5中噴漆的目的是為了防止彈簧鋼表面的氧化并能有效防止銹蝕。
[0032]所述步驟S5退火處理溫度為500?650°C，然后空氣冷卻至室溫，退火時間1小時。
[0033]—種彈簧鋼合金生產工藝，包括由以下重量百分比的化學成分制備而成:
C 0.42%、Si 1.69%、Μη 0.18%、Ρ 0.004%、S 0.007%、Cu