阅读说明：本技术 一种620MPa级汽车桥壳冷冲压钢板及其制备方法 (620MPa grade automobile axle housing cold stamping steel plate and preparation method thereof ) 是由 郭营利 姜军 景伟德 余伟 程磊 刘国良 李金泽 董建军 贾为峰 杨新龙 于鹏 于 2020-07-01 设计创作，主要内容包括：本发明属于材料制造领域,具体涉及一种620MPa级汽车桥壳冷冲压钢板及其制备方法,其中钢板的化学成分按如下质量分数配制：C≤0.10％、Si≤0.45％、Mn≤1.60％、P≤0.010％、S≤0.005％、V≤0.060％、Nb≤0.060％、Als≤0.035％,余量为Fe。本发明通过桥壳制造材料的强度及综合性能指标的提升,屈服强度≥520MPa,抗拉强度≥620MPa,延伸率≥23％,已经超越了标准GB/T33166《汽车桥壳用热轧钢板和钢带》中最高级别钢种QK460的要求,强度提升可实现桥壳减重14.3％,同时桥壳生产改变了传统的热冲压成型工艺,采用免加热的冷冲压成型工艺,减低了桥壳的生产制造成本,节能环保。本发明钢板强韧性匹配较好,焊接性能优异,制造的桥壳刚度好,疲劳寿命超出桥壳要求50％。(The invention belongs to the field of material manufacturing, and particularly relates to a 620 MPa-grade automobile axle housing cold stamping steel plate and a preparation method thereof, wherein the steel plate comprises the following chemical components in percentage by mass: less than or equal to 0.10 percent of C, less than or equal to 0.45 percent of Si, less than or equal to 1.60 percent of Mn, less than or equal to 0.010 percent of P, less than or equal to 0.005 percent of S, less than or equal to 0.060 percent of V, less than or equal to 0.060 percent of Nb, less than or equal to 0.035 percent of Als, and the balance of Fe. According to the invention, through the improvement of the strength and comprehensive performance indexes of the axle housing manufacturing material, the yield strength is more than or equal to 520MPa, the tensile strength is more than or equal to 620MPa, and the elongation is more than or equal to 23%, the requirement of the highest grade steel grade QK460 in the standard GB/T33166 hot rolled steel plate and steel belt for the automobile axle housing is exceeded, the weight reduction of the axle housing can be realized by 14.3% through the strength improvement, meanwhile, the traditional hot stamping forming process is changed in the axle housing production, the heating-free cold stamping forming process is adopted, the production and manufacturing cost of the axle housing is reduced, and the energy. The steel plate has good obdurability matching and excellent welding performance, and the manufactured axle housing has good rigidity and the fatigue life exceeds the requirement of the axle housing by 50 percent.)

一种620MPa级汽车桥壳冷冲压钢板及其制备方法

构技术领域

本发明属于钢材制造领域，具体涉及一种620MPa级汽车桥壳冷冲压钢板及其制备方法。

背景技术

近些年来，环境保护越来越受到后续发展的重视，各行各业均以环境保护为方向积极开展研究来推动行业发展。汽车轻量化是降低汽车油耗的有效途径，同时降低油耗对减少能源使用和减轻环境污染也具有重要意义。

汽车整体重量的降低可通过采用高强度汽车用钢来实现，充分利用高强度材料，在保证设计承载的情况下实现厚度减薄，从而实现轻量化。汽车桥壳是汽车重要的承重部件，特别是位于传动系统末端的汽车驱动桥，是主要的传力件和承载件，提供汽车左、右驱动轮的差动功能，同时驱动桥还要承受垂直力、横向力和纵向力，汽车行驶过程中桥壳的冲击频繁高，要保证在各种不同的路况，如车辆加速、紧急制动、转弯等情况下的正常工作，驱动桥壳是汽车工作环境最恶劣的部件，容易发生故障，其性能和质量的好坏将直接影响汽车的有效的使用寿命和整体的性能。

传统的桥壳用钢及桥壳制造工艺特点：①.传统桥壳采用的材料强度偏低、厚度厚，车辆重量大。②、传统桥壳生产工艺采用热冲压成型，需要将板料加热至820-920℃，增加工艺设备，增加能源消耗，不环保。③、传统的低强度级别桥壳钢，一般采用热连轧生产线进行生产，产品宽度规格不能按照不同规格桥壳进行定制化宽度生产，不利于提高板料利用率。

发明内容

鉴于以上所述，本发明的目的在于提供一种620MPa级汽车桥壳冷冲压钢板及其制备方法，来解决现有技术的不足。

本发明采用的技术方案如下：

一种620MPa级汽车桥壳冷冲压钢板及其制备方法，其特征在于，所述钢板的化学成分按如下质量分数配制：C≤0.10％、Si≤0.45％、Mn≤1.60％、P≤0.010％、S≤0.005％、V≤0.060％、Nb≤0.060％、Als≤0.035％，余量为Fe。

本发明提供的一种620MPa级汽车桥壳冷冲压钢板及其制备方法可进一步设置为所述钢板的制备方法包括如下几个步骤：

S1：转炉冶炼：采用120t顶底复吹转炉冶炼；冶炼周期24-28分钟；转炉冶炼合金采用低碳锰铁,钢砂铝250-300Kg,铝铁50-100Kg；出钢过程中避免下渣；转炉出钢温度1620-1630℃；

S2：LF炉精炼：采用白渣渣系，碱度6-8，白渣保持时间≥15min；全程吹氩，出钢温度1570-1585℃；钢渣钙制剂20-50Kg；铝线加入150-200m；

S3：连铸：连铸采用专有保护渣；全过程氮气保护浇注；水冷系统采用弱水冷机制；连铸坯切割后入缓冷坑缓冷48h；拉速0.8-1.0m/min；

S4：加热：加热炉弱还原气氛；三段式加热制度：二加段1000-1100℃，三加段1150-1200℃，均热段1160～1180℃，均热时间10～12min；

S5：轧制：采用TMCP工艺轧制，钢坯一阶段开轧温度1050～1080℃，钢坯待温厚度为成品厚度的1.5～3倍，二阶段开轧温度在880～920℃，终轧温度700～780℃；钢板厚度尺寸精度控制严格控制轧制辊役量，保证在辊役中期轧制，精度控制范围0-0.4mm；三道次轧机高压水除鳞，减少表面二次氧化铁皮厚度；

S6：冷却：采用气雾冷却，上下水量比例1:1.3；辊道速度0.8-1.2m/s,开冷温度700-760℃，冷却速度为5～12℃/s，终冷温度630～680℃。采用分段式冷却，中间段不加水，保证珠光体组织含量。

有益效果

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、较传统桥壳采用的材料强度高，突破GB/T33166《汽车桥壳用热轧钢板和钢带》标准最高460MPa的级别，材料屈服强度≥520MPa，抗拉强度≥620MPa，延伸≥23％，冲击≥120J，可焊性强，材料综合性能好，此材料为全新的汽车桥壳冷冲压用钢。

2、材料可直接采用冷冲压免加热成型工艺生产汽车桥壳，缩短了传统桥壳热冲压成型生产加热工艺+热冲压流程，降低了桥壳生产制造成本。传统桥壳生产制造冲压前需要将板料加热至820-920℃，增加工艺设备，增加能源消耗，污染环境。

3、传统的低强度级别桥壳用钢，一般采用热连轧生产线生产，产品宽度规格受限，不能按照不同规格桥壳进行定制化宽度生产，不利于提高板料利用率。采用中板生产线生产冷冲压桥壳用钢，解决了热连轧的宽度限制问题，可实现灵活的定制化宽度生产，提高材料的利用率。

4、采用高强度材料替代低强度材料，冷冲压免加热成型工艺替代热成型工艺，在保证同等安全系数的条件下，可使桥壳板料厚度从14mm减至12mm，减薄14.3％。符合汽车轻量化的发展趋势，降低油耗。

本发明具有推广意义，克服了热连轧生产线宽度规格单一的局限，发挥了中厚板生产线宽度规格定制化的优势，提高桥壳制造企业的钢板的利用率，增加汽车制造企业材料及供货商的选择的范围，促进了行业由热冲压成型逐步替代了冷冲压免加热成型的制造工艺，推动了传统的桥壳材料及加工制造方法的进步。

附图说明

图1是本发明的冲压钢板的金相组织图；

图2是本发明的冲压钢板的金相组织图；

图3是本发明冲压钢板的部分参数系信息图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明主要采取如下技术步骤如下：

工艺流程：转炉冶炼→精炼→连铸→板坯堆垛、切割定尺→坯料检查→板坯入炉加热→除鳞→轧制→冷却→矫直→冷床→表面翻板检查→双边剪→定尺剪、取样→标印→入库。

主要技术内容：

(1)化学成分按如下质量分数配制：C≤0.10％、Si≤0.45％、Mn≤1.60％、P≤0.010％、S≤0.005％、V≤0.060％、Nb≤0.060％、Als≤0.035％，余量为Fe。

(2)重点工艺环节过程控制

①：转炉冶炼

采用120t顶底复吹转炉冶炼；冶炼周期24-28分钟；转炉冶炼合金采用低碳锰铁,钢砂铝250-300Kg,铝铁50-100Kg；出钢过程中避免下渣；转炉出钢温度1620-1630℃。

②：LF炉精炼

采用白渣渣系，碱度6-8，白渣保持时间≥15min；全程吹氩，出钢温度1570-1585℃；钢渣钙制剂20-50Kg；铝线加入150-200m。

③：连铸

连铸采用专有保护渣；全过程氮气保护浇注；水冷系统采用弱水冷机制；连铸坯切割后入缓冷坑缓冷48h；拉速0.8-1.0m/min。坯料规格220*1580*L(厚*宽*长)

④：加热

加热炉弱还原气氛；三段式加热制度：二加段1000-1100℃，三加段1150-1200℃，均热段1160～1180℃，均热时间10～12min。

⑤：轧制

采用TMCP工艺轧制，钢坯一阶段开轧温度1050～1080℃，钢坯待温厚度为成品厚度的1.5～3倍，二阶段开轧温度在880～920℃，终轧温度700～780℃；钢板厚度尺寸精度控制严格控制轧制辊役量，保证在辊役中期轧制，精度控制范围0-0.4mm；三道次轧机高压水除鳞，减少表面二次氧化铁皮厚度。

⑥：冷却

采用气雾冷却，上下水量比例1:1.3；辊道速度0.8-1.2m/s,开冷温度700-760℃，冷却速度为5～12℃/s，终冷温度630～680℃。采用分段式冷却，中间段不加水，保证珠光体组织含量。

本发明通过桥壳制造材料的强度及综合性能指标的提升，屈服强度≥520MPa,抗拉强度≥620MPa，延伸率≥23％，冲击功≥120J，已经超越了标准GB/T33166《汽车桥壳用热轧钢板和钢带》中最高级别钢种QK460的要求，强度提升可实现桥壳减重14.3％，同时桥壳生产改变了传统的热冲压成型工艺，采用免加热的冷冲压成型工艺，减低了桥壳的生产制造成本，节能环保。本发明钢板强韧性匹配较好，焊接性能优异，制造的桥壳刚度好，疲劳寿命超出桥壳要求50％。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。