一体式拉延汽车桥壳用高强度无缝钢管及其生产工艺

技术领域：

本发明属于钢铁生产技术领域，具体涉及一种一体式拉延汽车桥壳用高强度无缝钢管及其生产工艺。

背景技术：

随着近年来汽车行业受国家产业的支持得到大力发展，车桥总成做为汽车组成的主要部分已经形成一套完整的产业链，车桥桥壳主要承担驱动、承载、制动的功能。桥壳既是承载件又是传力件，同时它又是主减速器、差速器及驱动车轮传动装置的外壳。汽车桥壳按制造工艺又分为铸造整体式（重型非公路、工程机械）、钢板冲压焊接式和钢管扩张成型拉延式（公路轻、中、重型载货，载客汽车）三种，目前钢管扩张成型拉延式加工工艺具有加工成型快，重量轻，强度及韧性高，焊缝连接少，成本低等特征，其加工方法得到广泛应用。

但是国内对桥壳使用的原材料（钢管）的关键性能指标方面没有明确标准，各生产企业还处于摸索阶段，部分企业为保证车桥桥壳加工质量采用在线正火工艺或者离线热处理工艺保证性能指标。针对此项问题，从冶炼工艺到轧制，从合金添加到控制组织上进行了优化。

钢管扩张成型拉延式汽车桥壳是目前载重汽车车桥的一种新型加工工艺（原工艺为钢板焊接工艺），其对钢管的冷加工性能要求严格（例如长春一汽下游供货商吉林车桥冬季时，钢管冷加工温度-20℃），保证钢管冷加工过程中无开裂，无裂纹等，还需要保证车桥成型后的试验过程中的载重效果。这就对钢管的低温冲击，延展性、强度提出了严格的要求。

现有的汽车桥壳用高强度无缝钢管主要有两个，其一为：转炉或电炉冶炼-脱氧合金化-精炼-连铸（保护浇铸）-管坯锯切-加热-穿孔-轧管-微张力减（定）径-再加热炉（再线正火工艺）-冷床空冷-矫直-锯切（取样检验）-探伤-表面检查-喷标入库。其二为：转炉或电炉冶炼-脱氧合金化-精炼-连铸（保护浇铸）-管坯锯切-加热-穿孔-轧管-微张力减（定）径-冷床空冷-矫直-锯切（切头尾）-离线热处理（正火工艺）-冷床空冷-探伤-锯切（取样检验）-表面检查-喷标入库。在第一个工艺中对产品质量起到关键作用的是再加热炉（再线正火工艺）工序；在第二个工艺中对产品质量起到关键作用的是锯切（切头尾）-离线热处理（正火工艺）工序。上述关键工序无法获得低温冲击、延展性和强度等性能优越的钢管。故此，针对产品质量关键控制工序，提出了一种新工艺。

发明内容：

本发明的目的是提供一种一体式拉延汽车桥壳用高强度无缝钢管及其生产工艺。在降低贵重合金的使用量的前提下，针对不同车桥制定不同的生产工艺，在满足车桥加工质量的前提下，减少在线正火工艺或热处理工艺环节，提升产品综合性能。通过工艺改进来进行成分优化保证产品质量。

本发明采用的技术方案为：一种一体式拉延汽车桥壳用高强度无缝钢管，所述钢管的成分及其重量百分比：C为0.13～0.16%，Si为0.2～0.35%，Mn为1.35～1.5%，V为0.027～0.04%，AL为0.02～0.04%,P≤0.02%，S≤0.01%，余量为Fe和不可避免的杂质。

进一步地，所述钢管的成分及其重量百分比C为0.13%，Si为0.2%，Mn为1.35%，V为0.027%，AL为0.02%,P为0.006%，S为0.004%，Fe和不可避免的杂质为98.263%。

进一步地所述钢管的成分及其重量百分比：C为0.145%，Si为0.275%，Mn为1.425%，V为0.0335%，AL为0.03%,P为0.013%，S为0.07%，，Fe和不可避免的杂质为98.0085%。

进一步地所述钢管的成分及其重量百分比：C为0.16%，Si为0.35%，Mn为1.5%，V为0.04%，AL为0.04%,P为0.020%，S为0.01%，Fe和不可避免的杂质为97.754%。

进一步地、一种一体式拉延汽车桥壳用高强度无缝钢管的生产工艺，所述生产工艺为：转炉或电炉冶炼-脱氧合金化-精炼-连铸，保护浇铸-管坯锯切-加热-穿孔，在穿孔工序中增加再线温度监控-轧管，在轧管工序中增加再线温度监控-再线微控冷，在该工序中增加温度测量-微张力减（定）径-中间冷床，在该工序中增加再线温度监控，-冷床空冷-矫直-锯切，并取样检验-探伤-表面检查-喷标入库；加热温度为1170-1240℃，均热温度为1230-1260℃，开轧温度为1230-1250℃，轧后分级微控冷压力为0.5-0.8MPa，终轧温度为850-880℃，无缝管上冷床温度为830-860℃，组织转变时间控制在480-700s。

本发明的有益效果：提供了一种一体式拉延汽车桥壳用高强度无缝钢管及其生产工艺。在降低贵重合金的使用量的前提下，针对不同车桥制定不同的生产工艺，在满足车桥加工质量的前提下，减少在线正火工艺或热处理工艺环节，提升产品综合性能。在化学成分上实现了合金元素窄成分控制；在轧制过程中关键温度控制，实现了无缝钢管组织的稳定性，及力学性能的优异性。屈服强度390～450MPa，抗拉强度490～600MPa，断后伸长率25%～28.5%，组织F+P，晶粒度7.0-8.0级，常温纵向冲击210J～250J，-20℃低温冲击功80J～100J。通过控制钢中的V、N含量，促进了V（C,N）细小颗粒的形成及析出，对炼钢和轧钢工艺参数的严格控制，显著提高了无缝钢管的强度、韧性及冲击功，减少了在线正火工艺或热处理工艺环节。满足了汽车桥壳加工后的性能指标，具有节能降本，安全环保的现实意义。

具体实施方式：

实施例一

一种一体式拉延汽车桥壳用高强度无缝钢管，所述钢管的成分及其重量百分比C为0.13%，Si为0.2%，Mn为1.35%，V为0.027%，AL为0.02%,P为0.006%，S为0.004%，Fe和不可避免的杂质为98.263%。

实施例二

一种一体式拉延汽车桥壳用高强度无缝钢管，所述钢管的成分及其重量百分比：C为0.145%，Si为0.275%，Mn为1.425%，V为0.0335%，AL为0.03%,P为0.013%，S为0.07%，，Fe和不可避免的杂质为98.0085%。

实施例三

一种一体式拉延汽车桥壳用高强度无缝钢管所述钢管的成分及其重量百分比：C为0.16%，Si为0.35%，Mn为1.5%，V为0.04%，AL为0.04%,P为0.020%，S为0.01%，Fe和不可避免的杂质为97.754%。

实施例四

一种一体式拉延汽车桥壳用高强度无缝钢管的生产工艺，所述生产工艺为：转炉或电炉冶炼-脱氧合金化-精炼-连铸，保护浇铸-管坯锯切-加热-穿孔，在穿孔工序中增加再线温度监控-轧管，在轧管工序中增加再线温度监控-再线微控冷，在该工序中增加温度测量-微张力减（定）径-中间冷床，在该工序中增加再线温度监控，-冷床空冷-矫直-锯切，并取样检验-探伤-表面检查-喷标入库；加热温度为1200℃，均热温度为1245℃，开轧温度为1240℃，轧后分级微控冷压力为0.65MPa，终轧温度为865℃，无缝管上冷床温度为845℃，组织转变时间控制在590s。该钢管扩张成型拉延式汽车桥壳生产工艺，具有车桥成型快，无焊缝，性能稳定等优点，可批量生产的特性。低温冲击、延展性和强度等性能优越。目前采购我公司新工艺生产的车桥管的厂家已经增加至3家，年销售量由2018年的2000吨，突破至2020年的2万吨，取得了巨大的市场经济效益。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明只局限于上述具体实施。在不脱离本发明整体思路和权利要求所保护的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。