一种厚度在9~11mm的无内胎轮辋钢及生产方法技术

一种厚度在9~11mm厚无内胎轮辋钢，其组分及wt%为：C：0.040～0.063%，Si：0.045～0.100%，Mn：0.35～0.70%，P：≤0.006%，S：≤0.005%，O：≤0.0020%，N：≤0.0030%，Als：0.035～0.065%；生产方法：经转炉冶炼后进入LF炉精炼；RH真空处理；连铸并对铸坯加热；粗轧；精轧；进行超快速冷却；卷取；平整。本发明专利技术不仅保证厚度规格在9~11mm，材料下屈服强度≥275MPa、抗拉强度370~470MPa，延伸率A50≥40%，‑20℃条件下冲击功Akv≥175J，材料经闪光对焊后，横向试样180°，弯心直径d＝0a合格，使疲劳强度≥140MPa，冷成型精度高，合格率提高至少5%。

A Tubeless Rim Steel with 9-11 mm Thickness and Its Production Method

The composition and wt% of a 9-11mm thick tubeless rim steel are: C:0.040-0.063%, Si:0.045-0.100%, Mn:0.35-0.70%, P:<0.006%, S:<0.005%, O:<0.0020%, N:<0.0030%, Als:0.035-0.065%; Production methods: LFF refining after converter smelting; RH vacuum treatment; continuous casting and billet heating; rough rolling; super-speed rolling; super-speed rolling; Cooling; Coiling; Flatness. The invention not only guarantees that the thickness specifications are 9-11 mm, the yield strength under material is more than 275 MPa, the tensile strength is 370-470 MPa, the elongation is more than 40%, and the impact energy is more than 175 J at 20 C. After flash butt welding, the transverse specimen is 180 degrees and the bending center diameter is d=0 a qualified, so that the fatigue strength is more than 140 MPa, the cold forming precision is high, and the qualified rate is increased by at least 5%.

【技术实现步骤摘要】
一种厚度在9～11mm的无内胎轮辋钢及生产方法
本专利技术涉及一种热轧钢及生产方法，属于一种无内胎轮辋钢及生产方法，确切地为一种厚度在9～11mm的无内胎轮辋钢及生产方法。
技术介绍
车轮的结构主要包括轮辐和轮辋，轮辐的生产方式一般为机械冲压成形，所以要求轮辐用车轮钢具有良好的深冲性能、拉伸成形性能和剪切边拉伸性能。轮辋则是在闪光对焊之后，再滚压成形，因此要求轮辋用车轮钢具有良好的焊接性能、焊后成形性能，如冷弯性能，疲劳性能等，无内胎轮辋用车轮钢为了保证成品轮胎的气密性，对材料的表面质量与尺寸精度提出了更苛刻的要求。当今，各类矿产资源的开采，工程项目的建设，为人类的美好生活提供了物质基础，也极大的刺激了工程机械用车、自卸式矿用车的需求，由于特殊的工作环境和工作状态，工程机械用车车轮、矿用车车轮具有体积大、质量重、成形复杂等特点，一般采用厚规格热轧钢制造，由于材料厚度与强度的限制，大大提高了加工成形难度，因此被迫采用热加工的方式进行生产制造，这样就导致了工序的增加与能耗的增加，提升了制造成本，且加热过程中由于氧化，组织变化等因素，使材料的成形性能发生了变化，产品缺陷率提高，极大的影响了经济效益。另一方面，热加工产生大量的氧化铁皮粉尘与热辐射现象，给环境带来了严重污染，这与绿色环保、节能降耗的发展理念是相违背的。因此，生产一种满足冷成形用热轧车轮钢，且能够满足工程机械用车无内胎车轮轮辋用钢、自卸式矿用车无内胎车轮轮辋用钢使用工况要求，是解决问题的关键所在。经检索:中国专利公开号为CN201711156024.6专利技术了一种抗疲劳性能良好的高强度薄规格车轮用钢，其成分为C：0.05～0.07％，Si：0.15～0.30％，Mn：1.40～1.60％，P：≤0.008％，S：≤0.002％，Als：0.020～0.060％，Nb：0.046～0.055％，其余为Fe与不可避免的杂质。制造工艺为转炉冶炼后进入LF炉进行精炼及Ca处理、连铸成坯后对铸坯加热轧制、采用前快后慢的冷却方式进行冷却卷取、进行精整及后工序，该专利技术添加了Nb，Mn元素含量也相对较高，因此制造成本也高，且本专利技术生产的产品属于薄规格产品，因此就限制了产品的使用范围，不能够满足非公路车轮钢的使用要求。中国专利公开号为CN201610392108.9专利技术了一种厚规格载重汽车轮辐用钢及其制备方法，其成分为C：0.07～0.10％，Si：0.01～0.20％，Mn：0.85～1.00％，P：0.01％～0.025％，S：0.01％～0.015％，Als：0.010～0.050％，其余为Fe和不可避免的杂质。制造工艺为铁水脱硫→转炉冶炼复合吹炼→脱氧、合金化→炉后小平台补喂Al线→LF精炼加热→连铸→板坯加热→高压水除鳞→粗轧→热卷箱卷取→精轧→层流冷却→卷取→焊接头尾→酸洗→切边→涂油→成品。该专利技术是一种轮辐用专用钢，C含量相对较高，且S、P等有害杂质较高，对材料的疲劳性能，成形性能等使用性能有不利影响。本专利技术生产的无内胎轮辋钢，具有优良的成形性能、抗冲击性能与疲劳性能，针对现阶段厚规格大型轮辋成形只能经过加热成形的缺陷，本本专利技术生产的无内胎轮辋钢可以冷加工成形，这样就大大的降低了加工能耗与成本，减少了环境污染，且本专利技术生产的无内胎轮辋钢具备的良好抗冲击性能与疲劳性能是应对非公路车轮残酷的工况要求的必备条件，解决了现阶段公路用车轮钢无法满足残酷工况使用要求的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种在保证厚度规格9～11mm，材料下屈服强度≥275MPa、抗拉强度370～470MPa，延伸率A50≥40％，-20℃条件下冲击功Akv≥175J，材料经闪光对焊后，横向试样180°，弯心直径d＝0a合格，使疲劳强度≥140MPa，冷成型精度高，合格率提高至少5％的厚度在9～11mm的无内胎轮辋钢及生产方法。实现上述目的的措施：一种厚度在9～11mm厚无内胎轮辋钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.040～0.063％，Si：0.045～0.100％，Mn：0.35～0.70％，P：≤0.006％，S：≤0.005％，O：≤0.0020％，N：≤0.0030％，Als：0.035～0.065％，余量为Fe及不可避免的杂质。生产一种厚度在9～11mm厚无内胎轮辋钢的方法，其步骤：1)经过转炉冶炼后进入LF炉进行炉外精炼；2)进行RH真空处理；控制真空处理结束时，钢水中的P≤0.008％，S≤0.005％，真空处理时间不低于20min；；成分微调之后进行钙处理，并按照650～850g/吨钢喂入Si-Ca线，喂入速率控制在260～320m/min；3)连铸成坯对铸坯加热，加热温度控制在1170～1230℃；4)进行粗轧，并控制其结束温度在1040～1080℃；5)进行精轧，并控制终轧温度在810～840℃；6)进行超快速冷却，在冷却速度为160～200℃/s下冷却至卷取温度；7)进行卷取：控制卷取温度在510～540℃；8)平整：平整力设定为2.0％～2.5％。其在于：LF炉外精炼过程中炉渣的成分及重量百分比含量为：CaO：50％～55％、Al2O3：25％～28％、MgO：6％～8％、SiO2：9％～12％、TFe＜0.6％，以及控制炉渣的碱度R：4.0～4.5。本专利技术中各组分及主要工艺的作用及控制的理由：碳：是强化作用非常好且廉价的固溶强化元素，也是影响钢铁材料强韧性的主要元素，碳增加可提高强度，但降低韧性，对材料的焊接性能也是不利的。因为本专利钢种的应用范围为工程机械用车无内胎车轮轮辋用零件，需要进行较大程度的冲压变形加工，而为了节能降耗，避免热加工工艺工序，降低加热炉装备及能耗成本，因此要求材料在满足强度要求的同时，必须具有良好的冷成形性能。如果碳含量大于0.063％，则不能满足材料的良好冷成形性能，而碳含量小于0.040％，侧不能够满足材料的强度要求。所以，将碳含量限定在0.040～0.063％范围。硅：硅溶于铁素体后有很强的固溶强化作用，碳钢中每增加0.1％重量百分比的硅，可使热轧钢的抗拉强度提高8.0Mpa～9.0Mpa，屈服强度提高4.0Mpa～5.0Mpa。且微量Si元素的添加，使轮辋零件闪光对焊时，降低氧化铝等杂质的熔点，形成熔点较低的硅酸盐氧化物，使其快速形成焊渣，并在扒渣工序中去除，从而提高轮辋的焊缝质量，保证材料冷成形要求，但是硅含量超过0.2％以后对韧性和表面质量不利影响明显增大，特别是使热轧钢板生成红铁皮，经酸洗后在钢板表面留下麻点，成为车轮疲劳过程的裂纹源，因此本专利技术设定的Si含量为0.045％～0.100％。锰：锰是提高强度和韧性最有效的元素，使钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度提高；使钢中临界转变温度降低，起到细化珠光体的作用，也间接地提高珠光体钢强度的作用；但是添加多量的猛，会对产品的成分偏析产生不利影响；同时也是提高焊接裂纹敏感系数的元素。因此将锰含量限定在0.35～0.70％的范围。磷：为了避免磷元素使材料的冷冲压成形性能、韧性、疲劳性能发生恶化，设定其含量上限为0.006％，所以将其含量控制在0.006％以下。硫：硫是非常有害的元素。钢中的硫常以锰的硫化物形态存在，这种硫化物夹杂对钢材的疲劳性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种厚度在9~11mm厚无内胎轮辋钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.040～0.063%，Si：0.045～0.100%，Mn：0.35～0.70%，P：≤0.006%，S：≤0.005%，O：≤0.0020%，N：≤0.0030%，Als：0.035～0.065%，余量为Fe及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种厚度在9~11mm厚无内胎轮辋钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.040～0.063%，Si：0.045～0.100%，Mn：0.35～0.70%，P：≤0.006%，S：≤0.005%，O：≤0.0020%，N：≤0.0030%，Als：0.035～0.065%，余量为Fe及不可避免的杂质。2.生产如权利要求1所述的一种厚度在9~11mm厚无内胎轮辋钢的方法，其步骤：1）经过转炉冶炼后进入LF炉进行炉外精炼；并在LF炉进行炉外精炼全过程采用吹氩搅拌；2）进行RH真空处理；控制真空处理结束时，钢水中的P≤0.008%，S≤0.005%，真空处理时间不低于20min;；成分微调之后进行钙处理，并按照650～850g/吨钢喂入Si-...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立新，刘永前，刘斌，杨海林，张扬，梁文，魏兵，赵江涛，胡俊，刘昌明，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42