[发明专利]汽车摩擦片的热轧钢材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及热轧带钢制造技术，具体地指一种汽车摩擦片的热轧钢材及其制备方法。

背景技术

汽车摩擦片是汽车刹车系统的重要零部件，是汽车易损部件之一。现行加工工序包括冲裁钢片、较平、磨，然后在磨完的钢基上烧结一层含铜摩擦材料制成。汽车摩擦片的工作环境和加工工艺要求钢基具有良好的淬硬性、耐磨性、较高的强度等，尤其要求钢基经过600～800℃的烧结后仍然具有14～18HRC的硬度。另外，汽车摩擦片对钢带的厚度精度和表面要求也较高，厚度精度要求达到±0.03mm，表面粗糙度要求小于0.3um。为了满足这一要求，目前汽车摩擦片所用钢基材料通常采用冷轧40Mn、50Mn或65Mn钢带。虽然冷轧钢带可满足摩擦片对厚度精度和表面的要求，但经烧结后，其硬度低于14HRC，不满足现有工艺的要求，且冷轧钢带的成本较高。基于此，目前迫切需要一种满足现有加工工艺要求且成本较低的材料。目前也有尝试采用热轧65Mn材料替代冷轧材料，但热轧材料经过烧结退火后其硬度下降较大且不均匀，不满足现有工艺要求。

授权公告号为CN101773930B的中国发明专利公开了一种生产65Mn热轧钢板的方法，精炼过程进行合金化处理后的钢水的化学成分为：C：0.62～0.70％、Si：0.17～0.37％、Mn：0.90～1.20％、P≤0.035％，S≤0.035％、Cr≤0.25％、Ni≤0.25％，其余为Fe和不可避免的杂质；介绍了一种采用薄板坯连铸连轧流程生产65Mn热轧钢板的方法，热轧产品的硬度为19～30HRC。但由于钢中无稳定且耐高温的碳化物，材料经过高温退火后，其产品硬度下降较大且不均匀，不满足现有工艺要求。如果将现有热轧钢板退火前的硬度进一步提高至30HRC以上，则在冲压过程中容易出现开裂等现象。另外，热轧带钢的粗糙度Ra均在1.0um以上，不满足现有工艺要求钢基表面粗糙度小于0.30um的要求。

因此，提供一种经济成本低、经过烧结退火后，产品硬度下降较小、具有良好的冷成型能力的汽车摩擦片的热轧钢材及其制备方法显得十分必要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有背景技术的不足之处，提供一种汽车摩擦片的热轧钢材及其制备方法。

本发明的目的是通过如下措施来达到的：一种汽车摩擦片的热轧钢材，钢中化学成分及质量百分比为：C：0.45～0.75％，Si：0.10～0.30％，Mn：0.60～1.20％，P≤0.015％，S≤0.005％，N≤0.006％，Cr：0.05～0.50％，Als：0.015～0.050％，Ti≤0.005％，V：0.01～0.03％，其余为Fe和不可避免的杂质；热轧产品的硬度控制在18～25HRC，经600～850℃的温度退火后，钢材的硬度仍然保持在14～18HRC。

优选地，钢中化学成分及质量百分比为：C：0.66～0.75％，Si：0.20～0.30％，Mn：0.90～1.20％，P≤0.007％，S≤0.005％，N≤0.006％，Cr：0.05～0.30％，Als：0.015～0.030％，Ti≤0.003％，V：0.01～0.025％，其余为Fe和不可避免的杂质。

进一步地，钢中化学成分及质量百分比为：C：0.68％，Si：0.20％，Mn：1.10％，P：0.007％，S：0.005％，N：0.003％，Cr：0.05％，Als：0.015％，Ti：0.002％，V：0.025％，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明选择的主要化学元素及其百分含量在本发明中的作用如下：

C：碳在钢中主要起固溶强化作用，提高钢材的硬度和淬硬性，碳含量过低，经热处理后硬度太低，钢质太软。碳含量过高，钢材硬度太高，加工过程容易出现开裂等问题，加工性能较差。因此碳含量在0.45～0.75％，优选地，C含量选择为0.66％～0.75％。

Si：Si在钢中起固溶强化作用，含量过低，强化作用太小，最低Si含量为0.10％，Si含量过高，容易在产品表面形成Fe₂SiO₄，造成表面缺陷，因此最高Si含量为0.30％。

Mn：Mn在钢中起固溶强化作用，提高钢材的硬度和淬透性，Mn含量过低，强化作用太小，因此最低Mn含量为0.60％，Mn含量过高容易在连铸过程中造成板坯中心偏析，降低材料的使用性能，因此最高Mn含量为1.20％。

P：P为钢中的杂质元素，易于在晶界偏聚，影响产品的韧性，因此其含量越低越好。根据实际控制水平，应控制在0.015％以下。