一种高强度耐磨汽车制动用热轧钢板及其生产工艺制造技术

一种高强度耐磨汽车制动用热轧钢板，经冶炼、精炼、连铸、粗轧、精轧、热处理，热处理后汽车制动用钢板的微观组织晶粒尺寸均为20～25μm，碳化物平均粒径在30‑50nm，还有富Cu相析出，组织中以体积百分比计为回火索氏体占40‑50％、马氏体占30‑35％，其余为奥氏体、贝氏体；屈服强度为1000‑1100MPa，抗拉强度为1200‑1350MPa，伸长率为18‑25％，硬度为35‑40HRC。

A Hot-rolled Steel Plate with High Strength and Wear Resistance for Automotive Brake and Its Production Process

A hot rolled steel plate for automobile brake with high strength and wear resistance has been smelted, refined, continuous casting, rough rolling, finishing rolling and heat treatment. After heat treatment, the microstructural grain size of the steel plate for automobile brake is 20-25 micron, the average particle size of carbide is 30-50 nanometer, and the copper-rich phase precipitates out. The volume percentage is used as tempered sorbite in the structure. The yield strength is 1000 1100 MPa, the tensile strength is 1200 1350 MPa, the elongation is 18 25%, and the hardness is 35 40HRC.

【技术实现步骤摘要】
一种高强度耐磨汽车制动用热轧钢板及其生产工艺
本专利技术属于钢铁材料
，特别涉及一种高强度耐磨汽车制动用热轧钢板及其生产工艺。
技术介绍
现有的生产汽车制动用金属材料通常是铸铁、马氏体不锈钢、微合金钢等，制备方法有粉末冶金、连铸、冶炼锻造等。汽车制动用金属材料是汽车刹车系统的重要零部件，也是汽车易磨损部件，直接关系到行车安全。汽车制动用金属材料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，汽车制动用金属材料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，目前汽车制动用金属材料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，但强度、硬度还不能满足消费者的期望，不满足现有工艺要求。为了满足对长寿命、高强度、耐磨性好的需要，本专利技术进行了研究。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是提供一种长寿命、高强度、耐磨性好的汽车制动用热轧钢板及其生产工艺。为实现上述目的，本专利技术一方面需要控制钢板的成分，另一方面需要控制钢板的生产工艺。技术方案如下：一种高强度耐磨汽车制动用热轧钢板，其成分重量百分比为：C：0.35-0.4％、Si：0.5-0.6％、Mn：1.50-1.80％、Cr：1-6％、Ni：1.0-1.2％、P：≤0.010％、S：≤0.002％、N：0.002-0.0035％、B：0.001-0.003％、其余为Fe和不可避免的杂质。一种高强度耐磨汽车制动用热轧钢板，其成分重量百分比为：C：0.35-0.4％、Si：0.5-0.6％、Mn：1.50-1.80％、Cr：5-6％、Ni：1.0-1.2％、Al：0.5-1.0％、Cu：0.5-0.6％、Mo：0.3-0.4％、Co：0.15-0.25％、W：0.15-0.25％、Nb：0.03-0.04％、Ti：0.02-0.03％、Ta：0.05-0.1％、P：≤0.010％、S：≤0.002％、N：0.002-0.0035％、B：0.001-0.003％、其余为Fe和不可避免的杂质，经冶炼、精炼、连铸、粗轧、精轧、热处理，热处理后汽车制动用钢板的微观组织晶粒尺寸均为20～25μm，碳化物平均粒径在30-50nm，还有富Cu相析出，组织中以体积百分比计为回火索氏体占40-50％、马氏体占30-35％，其余为奥氏体、贝氏体；屈服强度为1000-1100MPa，抗拉强度为1200-1350MPa，伸长率为18-25％，硬度为35-40HRC。进一步：一种高强度耐磨汽车制动用热轧钢板，其成分重量百分比为：C：0.35％、Si：0.5％、Mn：1.50％、Cr：5％、Ni：1.0％、Al：0.5％、Cu：0.5％、Mo：0.3％、Co：0.15％、W：0.15％、Nb：0.03％、Ti：0.02％、Ta：0.05％、P：≤0.010％、S：≤0.002％、N：0.002％、B：0.001％、其余为Fe和不可避免的杂质。进一步：一种高强度耐磨汽车制动用热轧钢板，其成分重量百分比为：C：0.4％、Si0.6％、Mn：1.80％、Cr：6％、Ni：1.2％、Al：1.0％、Cu：0.6％、Mo：0.4％、Co：0.25％、W：0.25％、Nb：0.04％、Ti：0.03％、Ta：0.1％、P：≤0.010％、S：≤0.002％、N：0.0035％、B：0.003％、其余为Fe和不可避免的杂质。如上所述高强度耐磨汽车制动用热轧钢板的生产工艺，其特征在于：工艺路线包括：冶炼、精炼、连铸、粗轧、精轧、热处理；具体步骤如下：(1)冶炼：KR铁水预处理脱S，并控制铁水中S≤0.005％，之后进行顶底复吹转炉冶炼，铁水与废钢的质量比是6-8∶1，先加废钢，后加铁水，转炉终点碱度为3.5-3.8；出钢温度为1580-1600℃；采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢；(2)精炼：先加入铝线、萤石、石灰，控制底吹氩流量当炉渣完全白渣后停止通电；大力搅拌脱硫，控制底吹氩流量在600-700L/min，在此状态下搅拌10-15min，之后控制底吹氩流量在80-100L/min，在此状态下搅拌8-10min，再次通电调整熔池温度便于出钢，软吹停止吹氩，结束LF精炼；后进行RH精炼：在不吹氧的条件下抽真空进行自然脱碳，提升Ar流量800-850NL/min，进行钢水脱氢，保证深真空处理时间≥12min，加入0.01-0.03kg/t的铝锰复合脱氧剂脱除钢水中多余的氧，然后对钢水进行合金化，吊包前对钢水进行软吹，软吹氩气流量控制在50-60L/min，渣面不吹开，保证钢水软吹时间12-13min；软吹后静置5-6min；(3)连铸工艺：全程吹氩保护，避免钢水氧化，控制连铸过程增氮；采用中包覆盖剂避免钢水裸露，二冷水按照低碳合金钢配水模式，选用低碳合金保护渣；连铸二冷区采用电磁搅拌+重压下功能，电磁搅拌电流300-320A，频率8-15Hz，重压下压下量30-35mm；中间包过热度15-25℃，出结晶器的铸坯厚度为100-200mm；(4)加热和轧制；钢坯装进加热炉，加热温度1180-1185℃，加热时间100-110min，出加热炉后进行高压水除鳞，压力为20-25MPa，粗轧开轧温度为1050-1060℃，单道次压下率＞18％，末道次压下率≥25％，粗轧进行4-5个道次，进行再结晶，细化奥氏体晶粒；精轧开轧温度920-930℃，终轧温度为830-850℃，累计压下率70-80％，精轧进行6-7个道次，在轧制过程中形成高密度位错；(5)热处理；先将轧制后的钢板升温到1000-1050℃，保温40-80min,然后以2-5℃/s冷却到400-500℃，之后重新升温到940-950℃，保温40-80min,然后以60-80℃/s冷却到200-300℃进行淬火，之后重新升温到600-610℃，保温40-80min,然后空冷到室温，之后平整、包装。进一步：步骤(4)加热和轧制；钢坯装进加热炉，加热温度1180℃，加热时间105min，出加热炉后进行高压水除鳞，压力为20MPa，粗轧开轧温度为1060℃，单道次压下率20％，末道次压下率30％，粗轧进行5个道次，进行再结晶，细化奥氏体晶粒；精轧开轧温度920℃，终轧温度为840℃，累计压下率75％，精轧进行6个道次，在轧制过程中形成高密度位错。进一步：步骤(4)加热和轧制；钢坯装进加热炉，加热温度1180℃，加热时间105min，出加热炉后进行高压水除鳞，压力为20MPa，粗轧开轧温度为1060℃，单道次压下率20％，末道次压下率30％，粗轧进行5个道次，每个道次轧制速度分布为2.2m/s、2.0m/s、1.8m/s、1.6m/s、1.6m/s，进行再结晶，细化奥氏体晶粒；精轧开轧温度920℃，终轧温度为840℃，累计压下率75％，精轧进行6个道次，每个道次轧制速度分布为1.8m/s、1.7m/s、1.6m/s、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度耐磨汽车制动用热轧钢板，其成分重量百分比为：C：0.35‑0.4％、Si：0.5‑0.6％、Mn：1.50‑1.80％、Cr：1‑6％、Ni：1.0‑1.2％、P：≤0.010％、S：≤0.002％、N：0.002‑0.0035％、B：0.001‑0.003％、其余为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种高强度耐磨汽车制动用热轧钢板，其成分重量百分比为：C：0.35-0.4％、Si：0.5-0.6％、Mn：1.50-1.80％、Cr：1-6％、Ni：1.0-1.2％、P：≤0.010％、S：≤0.002％、N：0.002-0.0035％、B：0.001-0.003％、其余为Fe和不可避免的杂质。2.一种高强度耐磨汽车制动用热轧钢板，其成分重量百分比为：C：0.35-0.4％、Si：0.5-0.6％、Mn：1.50-1.80％、Cr：5-6％、Ni：1.0-1.2％、Al：0.5-1.0％、Cu：0.5-0.6％、Mo：0.3-0.4％、Co：0.15-0.25％、W：0.15-0.25％、Nb：0.03-0.04％、Ti：0.02-0.03％、Ta：0.05-0.1％、P：≤0.010％、S：≤0.002％、N：0.002-0.0035％、B：0.001-0.003％、其余为Fe和不可避免的杂质，经冶炼、精炼、连铸、粗轧、精轧、热处理，热处理后汽车制动用钢板的微观组织晶粒尺寸均为20～25μm，碳化物平均粒径在30-50nm，还有富Cu相析出，组织中以体积百分比计为回火索氏体占40-50％、马氏体占30-35％，其余为奥氏体、贝氏体；屈服强度为1000-1100MPa，抗拉强度为1200-1350MPa，伸长率为18-25％，硬度为35-40HRC。3.一种如权利要求1-2任一项所述高强度耐磨汽车制动用热轧钢板的生产工艺，具体步骤如下：(1)冶炼：KR铁水预处理脱S，并控制铁水中S≤0.005％，之后进行顶底复吹转炉冶炼，铁水与废钢的质量比是6-8∶1，先加废钢，后加铁水，转炉终点碱度为3.5-3.8；出钢温度为1580-1600℃；采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢；(2)精炼：先加入铝线、萤石、石灰，控制底吹氩流量当炉渣完全白渣后停止通电；大力搅拌脱硫，控制底吹氩流量在600-700L/min，在此状态下搅拌10-15min，之后控制底吹氩流量在80-100L/min，在此状态下搅拌8-10min，再次通电调整熔池温度便于出钢，软吹停止吹氩，结束LF精炼；后进行RH精炼：在不吹氧的条件下抽真空进行自然脱碳，提升Ar流量800-850NL/min，进行钢水脱氢，保证深真空处理时间≥12min，加入0.01-0.03kg/t的铝锰复合脱氧剂脱除钢水中多余的氧，然后对钢水进行合金化，吊包前对钢水进行软吹，软吹氩气流量控制在50-60L/min，渣面不吹开，保证钢水软吹时间12-13min；软吹后静置5-6min；(3)连铸工艺：全程吹氩保护，避免钢水氧化，控制连铸过程增氮；采用中包覆盖剂避免钢水裸露，二冷水按照低碳合金钢配水...

【专利技术属性】
技术研发人员：张觉灵，杨海西，张少凯，
申请(专利权)人：敬业钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13