[发明专利]一种汽车悬架用弹簧钢及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种黑色合金材料，具体地说，是涉及一种汽车悬架用弹簧钢及其制备方法和应用。

背景技术

悬架弹簧在汽车行驶过程中，承受高频往复压缩运动，起着缓冲和减震作用，其质量好坏，对车辆平稳性、安全性起着至关重要的作用。轿车、乘用车对悬架弹簧性能要求较高，需要达到减小噪音、提高舒适度和平稳性等要求。悬架弹簧的技术发展趋势总体上向轻量化、高应力、高可靠度发展，悬架弹簧设计应力要求大于1000MPa，高的可达1200MPa.

汽车行业使用的悬架弹簧分为钢板弹簧和螺旋悬架弹簧两大类。轿车用螺旋悬架弹簧，钢丝直径9.0～16mm，常用4个悬架弹簧，每辆车平均需要弹簧钢钢丝10kg，国内外常用钢种为60Si2MnA，55SiCr(SUP12)，50CrVA等。一些微型汽车和面包车的悬架弹簧、摩托车减震弹簧等也使用螺旋悬架弹簧。悬架弹簧对弹簧钢丝的化学成分、夹杂物数量和形态分布、表面质量、脱碳层、显微组织及力学性能等要求很高。悬架弹簧要求表面脱碳层小于直径的0.5％、表面要磨光、尺寸公差要求较严格、应无缺陷交货。采用通常热加工方式难以达到用户要求，因此，轿车悬架用弹簧逐渐由热成型改为冷成型，经拉拔、热处理后制成卷簧。悬架弹簧钢丝发展方向是降低碳含量、减少脱碳，提高塑性成型性和抗弹性衰减等性能。

主机厂对弹簧的可靠性要求不断提高，悬架弹簧的疲劳寿命要求从20万次提高到最高100万次，并且针对高应力条件下容易产生腐蚀疲劳的倾向，提出了盐雾疲劳试验的要求，汽车所用的弹簧向轻量化、高可靠性发展。为了达到减重的目的，一是应用高强度韧性钢材，二是采用新型喷丸技术。

汽车工业的快速发展，对弹簧产品种类的开发和技术进步有明显的推动作用，预计到2012年，国内汽车工业对悬架弹簧的年需求量约为1600万件。汽车对弹簧钢线材原材料的年需量约为15万吨，但国产弹簧钢丝的质量、品种和规格都无法满足用户要求，特别是为轿车配套要求较高的悬架弹簧钢材需要从国外进口；主要进口国家为日本、韩国、瑞典、德国和英国等。伴随着国内轿车市场的稳定增长，预计2012年、2015后轿车悬架弹簧钢丝的市场需求量将分别达到16万吨和18万吨，2020年的需求量达到22万吨左右。

发明内容

针对现有的弹簧钢丝存在的不足之处，本发明的目的是提供一种汽车悬架用弹簧钢。

本发明的另一个目的是提供一种汽车弹簧钢的制备方法。

本发明的第三个目的是提供一种用弹簧钢制造弹簧钢丝的方法。

为实现上述目的的具体技术方案为：

一种汽车悬架用合金弹簧钢，是由如下质量百分比的化学成分组成：C 0.46％～0.56％、Si 0.90％～1.20％、Mn 0.80％～1.20％、P≤0.020％、S≤0.020％、Cr 0.70％～1.00％、Ni 0.90％～1.50％、Mo 0.60％～0.90％、Cu 0.50％～0.80％、RE 0.02％～0.07％；余量为Fe以及不可避免的杂质。

优选地，所述的汽车悬架用合金弹簧钢，由如下质量百分比的化学成分组成：C 0.48％～0.54％、Si 1.00％～1.20％、Mn 0.90％～1.20％、P≤0.020％、S≤0.010％、Cr 0.80％～1.00％、Ni 1.00％～1.50％、Mo0.70％～0.9％、Cu 0.60％～0.8％、RE 0.03％～0.06％；余量为Fe以及不可避免的杂质。

一种汽车悬架用合金弹簧钢的制备方法，其是方法A或方法B，分别包括如下步骤：

方法A：

铁水预处理，原料包括铁水、废钢、金属Ni、Cu及Mo；转炉炼钢；LF+RH炉外精炼；当钢水温度达到1550～1590℃时，先用Mn-Si铁合金进行预脱氧，再用Si-Ca粉进行终脱氧，然后加入铬铁合金；成分达到要求比例时，向钢中加入RE；，连铸为300mm×400mm大方坯；火焰清理表面；初轧开坯为160mm×160mm；扒皮清理；探伤；加热；高速线材控制轧制为直径10～17mm的线材；收线；检查包装；入库；

方法B：

原料为废钢和金属Ni、Mo、Fe、Cu；EAF电炉；VOD精炼炉，当VOD精炼炉中钢水温度达到1590～1610℃时，先采用Si-Mn铁合金粉未预脱氧，然后用Si-Ca粉终脱氧，然后依次加入金属Cr、RE；连铸为160mm×160mm钢坯；钢坯加热；高速线材轧制为直径10～17mm的线材；探伤；检查；包装；入库。