铜铅轴瓦钢背用低硅冷轧精密带钢及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种铜铅轴瓦钢背用低硅冷轧精密带钢及其生产方法。该带钢中各化学成分按重量百分数计为Ｃ：０．０９～０．１５、Ｓｉ≤０．０１、Ｍｎ：０．２５～０．５５、Ｐ≤０．０１５、Ｓ≤０．０１５、Ａｌ：０．０２～０．０６，余量为Ｆｅ及不可避免的杂质。其生产方法包括铁水脱硫、转炉冶炼、吹氩、连铸、板坯加热、热连轧、层流冷却、卷取、酸洗、冷轧、罩式全氢炉退火、平整和精整等步骤。经对本发明专利技术带钢的力学综合性能检测发现，其不仅具有很高强度和良好的硬度，而且具有优良的粘结性和较高的表面精度，并且其生产工艺简单、生产成本低廉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冷轧带钢，具体地指一种铜铅轴瓦钢背用低硅冷轧精密带钢及其生产方法。
技术介绍
冷轧带钢是用于制作各种汽车发动机曲轴主轴瓦、连杆瓦等铜铅复合型轴瓦的钢 背专用钢，对轴瓦起着支撑作用，影响轴瓦的疲劳强度和使用寿命，是制造轴瓦必不可少的 材料。不同材料类型的轴瓦的生产工艺也不相同，对冷轧带钢的要求也不同。 一般铜铅 轴瓦的生产工艺如下冷轧带钢剪切一冷轧带钢打毛一在冷轧带钢毛面布铜铅合金粉末 —85(TC左右烧结一轧制一冲压成轴瓦一轴瓦内表面(铜铅合金层)镗削。轴瓦内表面镗 削是为了达到轴瓦所要求的壁厚精度，轴瓦厚度公差要求在O. 007 0. Olmm的范围内。轴 瓦外表面(钢背)无镗削工艺，只要保证轴瓦的外观以及其与气缸的贴合度即可。 目前，我国轴瓦厂家生产轴瓦所用的冷轧精密带钢主要靠进口国外的优质碳素结 构钢或采用普通冷轧钢板作原料。然而，普通冷轧钢板作原料的轴瓦钢背材料强度不够，晶 粒粗大，在烧结过程中容易发生起皱现象。并且，如果轴瓦钢背材料成分设计不合理，如C 含量偏高，在轴瓦钢背烧结工艺的加热和急速冷却过程中，钢背会产生魏氏组织，则轴瓦在 使用过程中很容易开裂而导致报废。如Si含量过高，钢板表面洁净度就会不足，那么铜铅 和冷轧带钢双层金属的粘结强度就会降低，导致轴瓦分层，这是轴瓦材料的致命缺陷，直接 影响轴瓦的使用寿命。随着现代汽车的承载量不断加大，现有冷轧带钢的强度和硬度已不 能满足轴瓦承载性的要求，轴瓦在实际工作中经常出现疲劳破损。虽然选用国外的优质碳 素结构钢可以部分解决上述问题，但存在价格较贵、生产成本高、生产周期长等的问题。例 如专利申请号为DE19981034361的德国专利公开了一种含钛、氮和低铝的用于制造精密 深冲硬化构件的冷轧带钢生产方法，该方法生产的轴瓦钢背材料采用添加微合金元素Ni、 Ti的方法来满足材料的强度和塑性。专利申请号为JP19960179995的日本专利公开了一 种用于覆层或背衬的具有易加工性和良好淬透性的薄钢板生产方法，其生产轴瓦钢背材料 采用添加微合金元素B的方法来满足材料的强度和塑性。这些元素在钢板高温下固溶在钢 基中，在随后的热轧及冷轧退火中以NiCN、 TiCN、 BCN等第二相颗粒形式析出，这些纳米级 的细小颗粒可以有效阻止晶粒长大或粗化，从而获得晶粒尺寸细小的组织结构，达到保持 良好延伸率和细晶强化效果。但是，添加这些微合金元素不仅增加材料的成本，而且给生产 工艺的控制带来困难。并且，这两份专利文献中均未对决定着轴瓦使用寿命的双金属粘结 强度(即轴瓦钢背与合金粘合的牢固强度)的性能参数情况做相应介绍。双金属粘结强度 是轴瓦产品质量标准中的关键技术指标。轴瓦国家标准给出了轴瓦钢背与轴瓦合金粘结强 度的概念和意义，即轴瓦钢背与轴瓦合金在单位粘合面积上所能承受的最大载荷。轴瓦国 家标准规定，当更换轴瓦壳体及合金材料时以及改变合金浇注、轧制或者烧结方式、参数， 改变机械加工方法，改变热处理规范时，都必须检验轴瓦的粘结强度。其粘结强度不得低于 80MPa。依据GB/T6396-1995，粘结强度可按下面公式计算o = 4P/ ji (c^-d^MPa,式中P3为钢背与合金断裂载荷(N) ， d2为试样外径(mm) ，为试样内径(mm)。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种。 该带钢不仅具有很高强度和良好的硬度，而且具有优良的粘结性和较高的表面精度，并且 其生产工艺简单、生产成本低廉。 为实现上述目的，本专利技术所设计的铜铅轴瓦钢背用低硅冷轧精密带钢，其特殊之 处在于该带钢中各化学成分按重量百分数计为C :0. 09 0. 15、 Si《0. 01、 Mn :0. 25 0. 55、P《0. 015、 S《0. 015、A1 :0. 02 0. 06，余量为Fe及不可避免的杂质。 上述带钢中，优选的各化学成分按重量百分数计为C :0. 12、 Si《0.005、 Mn : 0. 25 0. 55、P《0. 015、 S《0. 015、A1 :0. 02 0. 06，余量为Fe及不可避免的杂质。 上述铜铅轴瓦钢背用低硅冷轧精密带钢的生产方法，包括铁水脱硫、转炉冶炼、吹 氩、连铸、板坯加热、热连轧、层流冷却、巻取、酸洗、冷轧、罩式全氢炉退火、平整和精整的步 骤，其特殊之处在于 所述转炉冶炼步骤中，钢水的出钢温度控制在1630 1670°C，出钢结束温度控制 在1600 1640°C ; 所述吹氩步骤中，吹氩时间控制在5 10min ; 所述连铸步骤中，浇注温度控制在1540 1550°C ;所述热连轧步骤中，加热温度控制在1180 122(TC、粗轧温度控制在1070 1130。C、终轧温度控制在860 90(TC、巻取温度控制在640 680°C ; 所述层流冷却步骤中，采用前段冷却方式进行冷却； 所述冷轧步骤中，压下率控制在50 60% ; 所述罩式全氢炉退火步骤中，退火温度控制在680 720°C ; 所述平整步骤中，平整延伸率控制在1.0 1.4%。 以下就本专利技术的化学成分及生产方法进行分析说明 (1)化学成分 C是理想的间隙强化元素，其价格低廉，强化效果十分明显，C含量越高对强化效 果越好。但C含量过高，由于轴瓦双金属的特殊生产工艺，即高温加热和急冷工序导致晶粒 粗大，钢背容易形成魏氏组织，使强度降低而脆性增大，导致轴瓦使用过程中产生开裂。本 专利技术材料中C的重量百分含量的上限值为0. 15，下限值为0. 09，它不仅能增强薄壁轴瓦的 机械强度，而且可使轴瓦与机体座孔表面很好地贴合，本专利技术材料中C的重量百分含量优 选值是O. 12。 Al也是价格低廉的强韧化元素，具有强烈的细化晶粒作用，Al在炼钢过程中起到 脱氧作用，Al在钢中与氮形成细小均匀的A1N，在热轧和冷轧连续退火过程中，阻止晶粒长 大，以获得细小的铁素体晶粒金相组织，本专利技术中Al的重量百分含量控制在0. 02 0. 06， 能对细化晶体起到很好的作用。 Si元素在本专利技术中没有设计为强化元素，因为带钢中Si元素含量过高，则易在钢 材表面形成稳定致密的氧化物，严重影响铜铅合金的附着性，使轴瓦双金属发生分层现象。 本专利技术将Si重量百分含量控制为《0. 01远低于普通冷轧钢的硅含量，较好的方案控制为《0. 005，能提高钢背材料表面洁净度，从成分上提高了轴瓦双金属的粘结强度，避免了双 金属分层，提高了轴瓦的使用寿命。 Mn元素是常规的强韧化元素，作为奥氏体形成元素，可以扩大奥氏体区，降低终轧 温度，推迟奥氏体转变，还可以同时起到细化晶粒的作用。考虑到成本和强度要求，本专利技术 将Mn重量百分含量限定为0. 25 0. 55。 除C、Al、Mn以外，钢中未添加其它元素，S、P等元素均为钢中残余元素。S、P均为有害元素，其含量越低越好，S重量百分含量控制为《0. 015， P重量百分含量控制为《0. 015。 (2)生产方法 本专利技术的关键工艺技术参数如下 a、铁水脱硫 硫是有害元素，钢中硫元素常以硫化锰形式存在，这种硫化物夹杂对钢的低温冲 击韧性十分不利，并造成材料的各向异性，另外，如果带钢中硫含量偏高，会消耗过多的锰 元素，影响材料的强韧化效果，或增加材料的成本。因此，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜铅轴瓦钢背用低硅冷轧精密带钢，其特征在于：该带钢中各化学成分按重量百分数计为：Ｃ：０．０９～０．１５、Ｓｉ≤０．０１、Ｍｎ：０．２５～０．５５、Ｐ≤０．０１５、Ｓ≤０．０１５、Ａｌ：０．０２～０．０６，余量为Ｆｅ及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王立辉，陈宇，彭涛，田德新，林承江，嵇伟斌，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]