【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钢管热处理，具体涉及一种汽车用微变形调质无缝钢管及其热处理方法。
技术介绍
1、随着汽车产品的普及，其产品对轻量化、生产效率提出更高要求，而发动机和变速箱是汽车的关键部位，因此对发动机和变速箱所用材料的冶金质量、力学性能提出了更高要求。传统的发动机气缸套采用铸造工艺生产，其存在致密性差、材料空隙、热处理后性能不稳定以及加工变形量大等缺点，只能通过增加尺寸来满足设计年限要求。变速箱齿圈作为主要的受力部位，长期采用锻造工艺生产，其生产效率低，加工成本高，且存在热处理后变形量大等质量问题。
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本专利技术提供一种汽车用微变形调质无缝钢管及其热处理方法。所述钢管为专用于汽车发动机气缸套和变速箱齿圈上的调质无缝钢管，通过特殊的热处理工艺控制，能够得到稳定的力学性能及均匀的金相组织，且在后续加工中变形量小，成功代替传统的铸件和锻件，实现提高零件使用寿命及生产效率、降低成本的目的。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案的是：
3、第一方面，本专利技术提供一种汽车用微变形调质无缝钢管的热处理方法，所述方法依次包括：对轧制后的钢管矫直、热处理、水淬和回火步骤。
4、本专利技术将传统的“热处理(奥氏体化)+水淬+回火+热矫直”工艺流程，更改成“矫直+热处理(奥氏体化)+水淬+回火”，确保热处理前弯曲度，同时降低回火后因矫直残余应力导致加工变形的风险。
5、在上述热处理方法中，作为一种优选实施方式，所述
6、在上述热处理方法中，作为一种优选实施方式，所述热处理在步进式热处理炉中进行；优选地，所述步进式热处理炉中，动梁与静梁之间齿距错位80～100mm(比如80mm、85mm、90mm、95mm和100mm以及任意两点之间的数值范围)；优选地，所述热处理的温度820～950℃(比如820℃、830℃、840℃、850℃、860℃、870℃、880℃、890℃、900℃、910℃、920℃、930℃、940℃和950℃以及任意两点之间的数值范围)，热处理的时间为0.5～2h(包括0.5h、1h、1.5h和2h以及任意两点之间的数值范围)。
7、本专利技术采用步进式热处理炉进行淬火前加热奥氏体化，通过钢管在步进炉前进过程中因步进梁之间的错位发生自旋转，再利用钢管在高温环境中因自重旋转实现其自矫直功能，进一步改善钢管弯曲度，确保钢管壁厚不均度≤8％s、弯曲度≤1.5mm/m。
8、在上述热处理方法中，作为一种优选实施方式，所述水淬步骤先对钢管先进行内部喷淋3～6s(包括3s、4s、5s和6s以及任意两点之间的数值范围)后，再对钢管内外部同时喷淋，冷却至150～200℃(包括150℃、160℃、170℃、180℃、190℃和200℃以及任意两点之间的数值范围)。
9、本专利技术的优选实施方式中通过采用延时冷却水淬技术，有效控制水淬过程宏观变形，确保水淬后钢管弯曲度。
10、在上述热处理方法中，作为一种优选实施方式，所述回火步骤采用步进式加热炉进行自旋转回火，所述回火步骤的温度为600～700℃(包括600℃、610℃、620℃、630℃、640℃、650℃、660℃、670℃、680℃、690℃和700℃以及任意两点之间的数值范围)，所述回火的时间为1.5～5h(包括1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h和5h以及任意两点之间的数值范围)；优选地，回火后钢管残余应力≤250mpa。
11、本专利技术通过在高温回火的环境下，延长回火保温时间，同时通过自旋转充分释放水淬过程的残余应力，同时确保弯曲度。
12、在上述热处理方法中，作为一种优选实施方式，所述方法在回火步骤后还包括冷却步骤，回火步骤钢管出炉后，采用辊道将所述钢管运送到冷床；优选地，所述辊道的轴线与所述钢管的长度方向呈7°～9°(包括7°、8°和9°以及任意两点之间的数值范围)倾斜角；优选地，所述冷床为正反向双链式冷床，冷床倾斜角度为4.5°～5.5°(包括4.5°、5°和5.5°以及任意两点之间的数值范围)，冷床的反向链条持续运行，同时正向链条按回火炉出钢节奏保持截距方式运行。
13、本专利技术的优选实施方式中，在回火结束后采用斜辊道运输钢管，并在双链式冷床上冷却，能够进一步对钢管进行自矫直，确保钢管在出炉到收集的过程运输中处于旋转状态，有效防止二次弯曲。
14、第二方面，本专利技术提供经过上述热处理方法得到的汽车用微变形调质无缝钢管，用于气缸套的所述钢管(气缸套代表牌号50)的化学成分为：化学成分c：0.50～0.55％、si：0.17～0.37％、mn：0.55～0.80％、cr：≤0.2％、ni：≤0.30％、cu：≤0.25％、p：≤0.025％、s：≤0.02％，其余为fe和不可避免的杂质；用于变速箱齿圈的所述钢管(变速箱齿圈代表牌号sae4140)的化学成分为：c：0.37～0.41％、si：0.15～0.35％、mn：0.75～0.85％、cr：1.10～1.20％、mo：0.20～0.25％、cu：≤0.25％、p：≤0.030％、s：0.020-0.040％，其余为fe和不可避免的杂质。
15、在上述汽车用微变形调质无缝钢管中，作为一种优选实施方式，所述钢管的外径为76～273mm，壁厚为5.5～30mm。
16、在上述汽车用微变形调质无缝钢管中，作为一种优选实施方式，所述钢管的屈服强度为686～778mpa；优选地，所述钢管的抗拉强度为865～873mpa；优选地，所述钢管的延伸率为19～26.5％；优选地，所述钢管的晶粒度为8级；优选地，所述钢管的残余应力为168～234mpa；优选地，所述钢管的加工变形量为0.02～0.04。
17、第三方面，本专利技术提供上述汽车用微变形调质无缝钢管在制备汽车配件中的应用。
18、在上述应用中，作为一种优选实施方式，所述汽车配件为发动机气缸套或变速箱齿圈。
19、与现有技术相比，本专利技术的技术方案至少具有以下技术效果：
20、本专利技术制得的调质无缝钢管，通过特殊的热处理工艺控制，能够得到稳定的力学性能及均匀的金相组织，且在后续加工中变形量小，成功代替传统的铸件和锻件，实现提高零件使用寿命及生产效率、降低成本的目的；同时，由于轧制尺寸精度本身比铸造高，同时经本专利技术特定的热处理方式后加工变形小，因此本专利技术制得的调质无缝钢管的尺寸精度也相应提高。另外，在轧管工序中，材料的利用率大于锻造工序，轧管后进行热处理工序的成本和效率，相比锻打后进行锻件热处理的工序的成本和效率有明本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种汽车用微变形调质无缝钢管的热处理方法，其特征在于，所述方法依次包括：对轧制后的钢管矫直、热处理、水淬和回火步骤。
2.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述矫直在80～200℃温度下，在线旋转矫直；优选地，矫直后钢管满足壁厚不均度≤8％S、弯曲度≤1.5mm/m。
3.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述热处理在步进式热处理炉中进行；优选地，所述步进式热处理炉中，动梁与静梁之间齿距错位80～100mm；优选地，所述热处理的温度820～950℃，热处理的时间为0.5～2h。
4.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述水淬步骤先对钢管先进行内部喷淋3～6s后，再对钢管内外部同时喷淋，冷却至150～200℃。
5.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述回火步骤采用步进式加热炉进行自旋转回火；优选地，所述回火步骤的温度为600～700℃，所述回火的时间为1.5～5h；优选地，回火后钢管残余应力≤250MPa。
6.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述方法在回火步骤后还
7.一种如权利要求1-6任一项所述的热处理方法得到的汽车用微变形调质无缝钢管，其特征在于，用于气缸套的所述钢管的化学成分为：化学成分C：0.50～0.55％、Si：0.17～0.37％、Mn：0.55～0.80％、Cr：≤0.2％、Ni：≤0.30％、Cu：≤0.25％、P：≤0.025％、S：≤0.02％，其余为Fe和不可避免的杂质；
8.根据权利要求7所述的汽车用微变形调质无缝钢管，其特征在于，所述钢管的外径为76～273mm，壁厚为5.5～30mm。
9.根据权利要求7所述的汽车用微变形调质无缝钢管，其特征在于，所述钢管的屈服强度为686～778MPa；优选地，所述钢管的抗拉强度为865～873MPa；优选地，所述钢管的延伸率为19～26.5％；优选地，所述钢管的晶粒度为8级；优选地，所述钢管的残余应力为168～234MPa；优选地，所述钢管的加工变形量为0.02～0.04。
10.一种由权利要求1-6任一项所述的热处理方法得到的汽车用微变形调质无缝钢管及权利要求7-9任一项所述的汽车用微变形调质无缝钢管在制备汽车配件中的应用；优选地，所述汽车配件为发动机气缸套或变速箱齿圈。
...【技术特征摘要】
1.一种汽车用微变形调质无缝钢管的热处理方法，其特征在于，所述方法依次包括：对轧制后的钢管矫直、热处理、水淬和回火步骤。
2.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述矫直在80～200℃温度下，在线旋转矫直；优选地，矫直后钢管满足壁厚不均度≤8％s、弯曲度≤1.5mm/m。
3.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述热处理在步进式热处理炉中进行；优选地，所述步进式热处理炉中，动梁与静梁之间齿距错位80～100mm；优选地，所述热处理的温度820～950℃，热处理的时间为0.5～2h。
4.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述水淬步骤先对钢管先进行内部喷淋3～6s后，再对钢管内外部同时喷淋，冷却至150～200℃。
5.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述回火步骤采用步进式加热炉进行自旋转回火；优选地，所述回火步骤的温度为600～700℃，所述回火的时间为1.5～5h；优选地，回火后钢管残余应力≤250mpa。
6.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述方法在回火步骤后还包括冷却步骤，回火步骤钢管出炉后，采用辊道将所述钢管运送到冷床；优选地，所述辊道的轴线与所述钢管的长度方向呈7°～9°倾斜角；优选地，所述冷床为正反向双链式冷床...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨煌光，黎福华，向华军，夏斌，向鑫，任云峰，
申请(专利权)人：大冶特殊钢有限公司，
类型：发明
国别省市：
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