[发明专利]一种汽车滚型车轮用钢

说明书

本发明涉及一种汽车滚型车轮用钢及其轧制工艺，特别适用于制造轻型客车及中高级轿车的无内胎车轮辐和轮辋，具有成分简单、易于冶炼和轧制，钢板抗疲劳强度高，闪光对焊性能和延伸凸缘性能好等特点。

传统的汽车车轮均为有内胎车轮，其车轮的轮辋多采用型钢卷制焊接而成，而轮辐则用型钢加工而成。这种方法工艺落后，且轮辐自重大、表面粗糙、使用寿命低。随着汽车工业的飞速发展，各种客车尤其是中高级轿车日趋轻型化，这不仅要求车轮轮辐的加工制造精度高，而且尚需寻求新的耐用材料。本发明做出之前，一种先进的滚压成型无内胎车轮轮辐的制造工艺问世，国内尚无专用钢号，目前代用钢种是10Ti，但不幸的是由于这种钢中Ti的加入量较多，再加之冶炼及轧制方法不十分理想，因而使其金相组织中存在有TiN、TiS等各种硬性夹杂物，这对其抗疲劳性能极为不利，疲劳台架寿命仅为24万次左右。这种用途的其它钢种也因各种问题而使其疲劳台架寿命受到限制。

针对上述情况，本发明提出一种新的钢种及其轧制方法。这种钢易于在平炉和转炉上冶炼，并通过特定的工艺轧制后，其钢板塑性高，抗疲劳强度大，成型轮辐的疲劳台架寿命可达47万次。本发明钢种的化学成分组成是（重量百分比）：C≤0.20%;Si≤0.6%;Mn≤2.0%;P≤0.10%;S≤0.50%;Al≤0.07%;Nb≤0.10%;Ti≤0.40%;Re≤0.25%;还可添加下列元素中的一种或一种以上：V≤0.20%;Mo≤0.60%;Cr≤0.10%;B≤0.01%，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明的钢种中选择C≤0.20%，主要是控制珠光体的含量，提高钢材的横向可塑性。Si元素可提高钢的强度，其含量控制在0.17～0.60%之间，否则会降低钢的塑韧性。Mn可做为主要的固溶强化元素，亦可起脱氧作用，含量要求在0.25～2.0%之间，旨在调节钢的强度级别。另为适应滚压成型的要求，本钢种中加入了关键元素Nb、Ti和Re，其中的Nb和Ti以复合的形式加入，以延迟奥氏体的再结晶，细化晶粒，提高钢板的冲压成型率。Re可与钢中的氧、硫反应生成高熔点的稀土硫氧化物，改变夹杂物形态，从而提高钢板的横向塑性和宽冷弯指标。为保证本发明钢种的各种机械性能除须严格控制各种元素的含量外，还须按特定的轧钢工艺进行轧制。本发明钢种的轧制工艺是：高温终轧、加速冷却、控制卷取温度。即钢锭在初轧厂轧成符合连轧要求规格的板坯后，板坯再均热至1290～1310℃，从而使连轧二辊开轧温度≥1160℃，精轧温度在970℃以上，终轧后要水幕喷水冷却，保证卷曲温度≤650℃。只有这样才能获得良好的金相组织和具有较高强度同时兼有良好塑性的材质。

本发明的上述特点及效果结合实施例说明如下：中国某汽车制造厂使用本发明的钢种，采用冲压成型工艺制造“桑塔纳”轿车车轮轮辐，其钢质的化学成分是（重量百分比）：C＝0.07%、Si＝0.25%、Mn＝0.46%、P＝0.007%、S＝0.008%、Nb＝0.011%、Ti＝0.018%、Al＝0.014%、Re＝0.003%，机械性能为σ_s＝340MPa、σ_b＝440MPa、σ₅%＝37%。宽冷弯180℃，d＝0.5a完好，在滚压过程中，材料的韧性好，回弹量小，开口尺寸稳定，深槽凸包处变形量小，整个过程无微裂出现。成型后的轮辐疲劳台架寿命高达47万次。