一种通条性能均匀的高韧性弹簧用钢丝加工工艺的制作方法

1.本发明涉及弹簧钢丝加工技术领域，具体为一种通条性能均匀的高韧性弹簧用钢丝加工工艺。


背景技术：

2.弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。用弹性材料制成的零件在外力作用下发生形变，除去外力后又恢复原状。亦作"弹簧"。一般用弹簧钢制成。弹簧的种类复杂多样，按形状分，主要有螺旋弹簧、涡卷弹簧、板弹簧、异型弹簧等。
3.弹簧作为非常重要的减震和功能部件，被广泛的应用于汽车制造业和日常生活中。根据不同的用途，要求弹簧钢具有不同级别的塑韧性和疲劳性能。因此，不同种类的弹簧钢孕育而生。现有弹簧牌号主要有65mn、60si2mna、55sicr等，分别属于cr
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v系、cr
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mn系、si
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mn系等等，具有淬透性好、强度高、疲劳性能优良等优点，被广泛应用于车辆弹簧生产中。
4.通常用传统弹簧钢制造弹簧类产品的工艺过程主要分为两类:一类是采用硬态即经过热处理后达到高强度和高弹性极限的材料，通常在加工成形后只要进行低温去应力处理即可满足使用要求，目前多用于较小规格材料制造的弹簧，另一类是规格尺寸大的弹簧多采用未进行热处理强化的软态材料，通常有热成形和冷成形两种方式加工成弹簧，然后再进行弹簧的淬火与回火热处理，其中热成形的弹簧有的利用余热直接淬火再回火处理。
5.现有的弹簧加工中，难以保证奥氏体晶粒的稳定性，导致加工出来的弹簧韧性较差，容易造成疲劳断裂，抗疲劳敏感性减弱，影响弹簧的使用寿命，同时弹簧的通条性能较差。
6.基于此，本发明设计了一种通条性能均匀的高韧性弹簧用钢丝加工工艺，以解决上述提到的问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种通条性能均匀的高韧性弹簧用钢丝加工工艺，通过对材料中的c、cr和mn、p和s、si和ni的成分比进行控制，保证弹簧钢丝的强度和性能均一性，提高弹簧钢丝的拉拔性能，保证弹簧钢丝的塑性，同时通过步进式加热炉进行加热，保证钢坯奥氏体化完全和均匀，从而保证了后续轧制过程变形的均匀性，通过粗轧后水冷，保证后续相变所需的奥氏体晶粒相对的稳定性，通过水箱后的回复段进行冷却，保证冷却后盘条足够的温度均衡时间，生产出来的弹簧钢丝通条性能均匀，韧性较高，抗疲劳性能好，以解决上述背景技术中提出的问题。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种通条性能均匀的高韧性弹簧用钢丝加工工艺，包括以下步骤：s1，确定弹簧钢坯成分比，确定钢坯c，cr，mn，p，s，si，ni的成分比，c含量是影响强度、性能均一性和线材异常组织的主要元素，碳含量过低强度不足，过高对控冷不利，形成
异常组织使得拉拔性能变坏，cr、mn增加钢的淬透性，使索氏体比率提高，改善拉拔性能，但是其过多使得偏析加重，会使得线材中心马氏体增多，p、s能够保证塑性，但过多则较脆，si、ni能够提高钢的强度，同时可对晶粒进行细化，对弹簧钢坯的性能进行检测，并对弹簧钢坯表面进行去氧化皮处理；s2，将弹簧钢坯放入步进式加热炉内进行加热，加热温度从300℃步进式升高到800℃，加热时间为1.5~2.5h，保证钢坯奥氏体化完全和均匀，从而保证了后续轧制过程变形的均匀性；s3，对弹簧钢坯进行粗轧，粗轧温度为900~1050℃，粗轧后通过水冷箱均与水冷，有效抑制由于大变形引起的升温后奥氏体晶粒急剧长大，保证后续相变所需的奥氏体晶粒相对的稳定性，进行精轧，精轧温度为850~930℃，精轧后通过水箱后的回复段进行冷却，保证冷却后盘条足够的温度均衡时间，进行吐丝，吐丝温度为880~1000℃，保证奥氏体的稳定性；s4，在斯太尔摩辊道上进行冷却，辊道之间通过下降段拉开线圈之间的搭接，改善线圈均匀冷却的条件，保证每一圈线材强度的均匀性。
9.优选的，所述弹簧钢包括以下重量百分比的化学成分：c：0.5~0.8%，cr：0.2~0.4%，mn：0.5~0.7%，p：0~0.015%，s：0~0.01%，si：0.1~0.5%，ni：0~0.1%，余量为铁。
10.优选的，所述弹簧钢包括以下重量百分比的化学成分：c：0.5~0.8%，cr：0.2~0.4%，mn：0.5~0.7%，p：0~0.015%，s：0~0.01%，si：0.1~0.5%，ni：0~0.1%，余量为铁。
11.优选的，所述弹簧钢包括以下重量百分比的化学成分：c：0.5%，cr：0.2%，mn：0.5%，p：0.005%，s：0~0.005%，si：0.1%，ni：0.05%，余量为铁。
12.优选的，所述弹簧钢包括以下重量百分比的化学成分：c：0.65%，cr：0.3%，mn：0.6%，p：0.01%，s：0.007%，si：0.3%，ni：0.07%，余量为铁。
13.优选的，所述弹簧钢包括以下重量百分比的化学成分：c：0.8%，cr：0.4%，mn：0.7%，p：0.015%，s：0.01%，si：0.5%，ni：0.1%，余量为铁。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过对材料中的c、cr和mn、p和s、si和ni的成分比进行控制，保证弹簧钢丝的强度和性能均一性，提高弹簧钢丝的拉拔性能，保证弹簧钢丝的塑性，同时通过步进式加热炉进行加热，保证钢坯奥氏体化完全和均匀，从而保证了后续轧制过程变形的均匀性，通过粗轧后水冷，保证后续相变所需的奥氏体晶粒相对的稳定性，通过水箱后的回复段进行冷却，保证冷却后盘条足够的温度均衡时间，生产出来的弹簧钢丝通条性能均匀，韧性较高，抗疲劳性能好。
具体实施方式
15.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
16.实施例1本发明提供一种通条性能均匀的高韧性弹簧用钢丝加工工艺技术方案：包括以下
步骤：s1，确定弹簧钢坯成分比，所述弹簧钢包括以下重量百分比的化学成分：c：0.5%，cr：0.2%，mn：0.5%，p：0.005%，s：0~0.005%，si：0.1%，ni：0.05%，余量为铁，c含量是影响强度、性能均一性和线材异常组织的主要元素，碳含量过低强度不足，过高对控冷不利，形成异常组织使得拉拔性能变坏，cr、mn增加钢的淬透性，使索氏体比率提高，改善拉拔性能，但是其过多使得偏析加重，会使得线材中心马氏体增多，p、s能够保证塑性，但过多则较脆，si、ni能够提高钢的强度，同时可对晶粒进行细化，对弹簧钢坯的性能进行检测，并对弹簧钢坯表面进行去氧化皮处理；s2，将弹簧钢坯放入步进式加热炉内进行加热，加热温度从300℃步进式升高到800℃，加热时间为1.5h，保证钢坯奥氏体化完全和均匀，从而保证了后续轧制过程变形的均匀性；s3，对弹簧钢坯进行粗轧，粗轧温度为900℃，粗轧后通过水冷箱均与水冷，有效抑制由于大变形引起的升温后奥氏体晶粒急剧长大，保证后续相变所需的奥氏体晶粒相对的稳定性，进行精轧，精轧温度为850℃，精轧后通过水箱后的回复段进行冷却，保证冷却后盘条足够的温度均衡时间，进行吐丝，吐丝温度为880℃，保证奥氏体的稳定性；s4，在斯太尔摩辊道上进行冷却，辊道之间通过下降段拉开线圈之间的搭接，改善线圈均匀冷却的条件，保证每一圈线材强度的均匀性。
17.实施例2本发明提供一种通条性能均匀的高韧性弹簧用钢丝加工工艺技术方案：包括以下步骤：s1，确定弹簧钢坯成分比，所述弹簧钢包括以下重量百分比的化学成分：c：0.65%，cr：0.3%，mn：0.6%，p：0.01%，s：0.007%，si：0.3%，ni：0.07%，余量为铁，c含量是影响强度、性能均一性和线材异常组织的主要元素，碳含量过低强度不足，过高对控冷不利，形成异常组织使得拉拔性能变坏，cr、mn增加钢的淬透性，使索氏体比率提高，改善拉拔性能，但是其过多使得偏析加重，会使得线材中心马氏体增多，p、s能够保证塑性，但过多则较脆，si、ni能够提高钢的强度，同时可对晶粒进行细化，对弹簧钢坯的性能进行检测，并对弹簧钢坯表面进行去氧化皮处理；s2，将弹簧钢坯放入步进式加热炉内进行加热，加热温度从300℃步进式升高到800℃，加热时间为2h，保证钢坯奥氏体化完全和均匀，从而保证了后续轧制过程变形的均匀性；s3，对弹簧钢坯进行粗轧，粗轧温度为1000℃，粗轧后通过水冷箱均与水冷，有效抑制由于大变形引起的升温后奥氏体晶粒急剧长大，保证后续相变所需的奥氏体晶粒相对的稳定性，进行精轧，精轧温度为880℃，精轧后通过水箱后的回复段进行冷却，保证冷却后盘条足够的温度均衡时间，进行吐丝，吐丝温度为890℃，保证奥氏体的稳定性；s4，在斯太尔摩辊道上进行冷却，辊道之间通过下降段拉开线圈之间的搭接，改善线圈均匀冷却的条件，保证每一圈线材强度的均匀性实施例3本发明提供一种通条性能均匀的高韧性弹簧用钢丝加工工艺技术方案：包括以下步骤：
s1，确定弹簧钢坯成分比，所述弹簧钢包括以下重量百分比的化学成分：c：0.8%，cr：0.4%，mn：0.7%，p：0.015%，s：0.01%，si：0.5%，ni：0.1%，余量为铁，c含量是影响强度、性能均一性和线材异常组织的主要元素，碳含量过低强度不足，过高对控冷不利，形成异常组织使得拉拔性能变坏，cr、mn增加钢的淬透性，使索氏体比率提高，改善拉拔性能，但是其过多使得偏析加重，会使得线材中心马氏体增多，p、s能够保证塑性，但过多则较脆，si、ni能够提高钢的强度，同时可对晶粒进行细化，对弹簧钢坯的性能进行检测，并对弹簧钢坯表面进行去氧化皮处理；s2，将弹簧钢坯放入步进式加热炉内进行加热，加热温度从300℃步进式升高到800℃，加热时间为2.5h，保证钢坯奥氏体化完全和均匀，从而保证了后续轧制过程变形的均匀性；s3，对弹簧钢坯进行粗轧，粗轧温度为1050℃，粗轧后通过水冷箱均与水冷，有效抑制由于大变形引起的升温后奥氏体晶粒急剧长大，保证后续相变所需的奥氏体晶粒相对的稳定性，进行精轧，精轧温度为930℃，精轧后通过水箱后的回复段进行冷却，保证冷却后盘条足够的温度均衡时间，进行吐丝，吐丝温度为1000℃，保证奥氏体的稳定性；s4，在斯太尔摩辊道上进行冷却，辊道之间通过下降段拉开线圈之间的搭接，改善线圈均匀冷却的条件，保证每一圈线材强度的均匀性在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
18.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。