汽車摩擦片的熱軋鋼材及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱乳帶鋼制造技術，具體地指一種汽車摩擦片的熱乳鋼材及其制備方 法。
【背景技術】
[0002] 汽車摩擦片是汽車剎車系統(tǒng)的重要零部件，是汽車易損部件之一?，F(xiàn)行加工工序 包括沖裁鋼片、較平、磨，然后在磨完的鋼基上燒結一層含銅摩擦材料制成。汽車摩擦片的 工作環(huán)境和加工工藝要求鋼基具有良好的淬硬性、耐磨性、較高的強度等，尤其要求鋼基經(jīng) 過600~800°C的燒結后仍然具有14~18HRC的硬度。另外，汽車摩擦片對鋼帶的厚度精 度和表面要求也較高，厚度精度要求達到±0. 03mm，表面粗糙度要求小于0.3um。為了滿足 這一要求，目前汽車摩擦片所用鋼基材料通常采用冷乳40Mn、50Mn或65Mn鋼帶。雖然冷乳 鋼帶可滿足摩擦片對厚度精度和表面的要求，但經(jīng)燒結后，其硬度低于14HRC，不滿足現(xiàn)有 工藝的要求，且冷乳鋼帶的成本較高?；诖耍壳捌惹行枰环N滿足現(xiàn)有加工工藝要求且 成本較低的材料。目前也有嘗試采用熱乳65Mn材料替代冷乳材料，但熱乳材料經(jīng)過燒結退 火后其硬度下降較大且不均勻，不滿足現(xiàn)有工藝要求。
[0003] 授權公告號為CN101773930B的中國發(fā)明專利公開了一種生產65Mn熱乳鋼板的 方法，精煉過程進行合金化處理后的鋼水的化學成分為：C :0. 62~0. 70%、Si :0. 17~ 0? 37%、Mn :0? 90 ~1. 20%、P 彡 0? 035%，S 彡 0? 035%、Cr 彡 0? 25%、Ni 彡 0? 25%，其余 為Fe和不可避免的雜質；介紹了一種采用薄板坯連鑄連乳流程生產65Mn熱乳鋼板的方法， 熱乳產品的硬度為19~30HRC。但由于鋼中無穩(wěn)定且耐高溫的碳化物，材料經(jīng)過高溫退火 后，其產品硬度下降較大且不均勻，不滿足現(xiàn)有工藝要求。如果將現(xiàn)有熱乳鋼板退火前的硬 度進一步提高至30HRC以上，則在沖壓過程中容易出現(xiàn)開裂等現(xiàn)象。另外，熱乳帶鋼的粗糙 度Ra均在1. Oum以上，不滿足現(xiàn)有工藝要求鋼基表面粗糙度小于0. 30um的要求。
[0004] 因此，提供一種經(jīng)濟成本低、經(jīng)過燒結退火后，產品硬度下降較小、具有良好的冷 成型能力的汽車摩擦片的熱乳鋼材及其制備方法顯得十分必要。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有【背景技術】的不足之處，提供一種汽車摩擦片的熱 乳鋼材及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過如下措施來達到的：一種汽車摩擦片的熱乳鋼材，鋼中化 學成分及質量百分比為：C :0? 45~0? 75 %，Si :0? 10~0? 30 %，Mn :0? 60~1. 20 %， P 彡 0? 015 %，S彡 0? 005 %，N彡 0? 006 %，Cr:0? 05 ~0? 50 %，Als:0? 015 ~0? 050 %， Ti彡0.005%，V:0. 01~0.03%，其余為Fe和不可避免的雜質；熱乳產品的硬度控制在 18~25HRC，經(jīng)600~850°C的溫度退火后，鋼材的硬度仍然保持在14~18HRC。
[0007] 優(yōu)選地，鋼中化學成分及質量百分比為：C:0. 66~0.75%，Si :0. 20~0.30%， Mn :0? 90 ~1. 20%，P 彡 0? 007%，S 彡 0? 005%，N 彡 0? 006%，Cr :0? 05 ~0? 30%，Als : 0? 015~0? 030%，Ti彡0? 003%，V :0? 01~0? 025%，其余為Fe和不可避免的雜質。
[0008] 進一步地，鋼中化學成分及質量百分比為：C :0. 68%，Si :0. 20%，Mn :1. 10%，P : 0? 007%，S :0? 005%，N :0? 003%，Cr :0? 05%，Als :0? 015%，Ti :0? 002%，V :0? 025%，其余 為Fe和不可避免的雜質。
[0009] 本發(fā)明選擇的主要化學元素及其百分含量在本發(fā)明中的作用如下：
[0010] C:碳在鋼中主要起固溶強化作用，提高鋼材的硬度和淬硬性，碳含量過低，經(jīng)熱處 理后硬度太低，鋼質太軟。碳含量過高，鋼材硬度太高，加工過程容易出現(xiàn)開裂等問題，加工 性能較差。因此碳含量在〇. 45~0. 75 %，優(yōu)選地，C含量選擇為0. 66 %~0. 75 %。
[0011] Si :Si在鋼中起固溶強化作用，含量過低，強化作用太小，最低Si含量為0. 10%， Si含量過高，容易在產品表面形成Fe2Si04,造成表面缺陷，因此最高Si含量為0. 30%。
[0012] Mn :Mn在鋼中起固溶強化作用，提高鋼材的硬度和淬透性，Mn含量過低，強化作用 太小，因此最低Mn含量為0. 60%，Mn含量過高容易在連鑄過程中造成板坯中心偏析，降低 材料的使用性能，因此最高Mn含量為1. 20%。
[0013] P : P為鋼中的雜質元素，易于在晶界偏聚，影響產品的韌性，因此其含量越低越 好。根據(jù)實際控制水平，應控制在〇. 〇 15 %以下。
[0014] S :S為鋼中的雜質元素，易在晶界產生偏聚，降低鋼材的韌性，煉鋼時應充分去 除，應保證其值低于0. 005%。
[0015] N :N為鋼中的雜質元素，降低鋼材的韌性，易于Al、Ti形成A1N和TiN，含量過高， 易形成粗大的TiN，因此盡量降低其含量，其值應低于0. 006%。
[0016] Cr :Cr可提高鋼材的淬透性，有利于提高鋼材的硬度和耐磨性，在鋼中形成穩(wěn)定 碳化物，在回火和退火過程中，起到穩(wěn)定鋼材硬度的作用，本發(fā)明中最低值為0. 05%，但Cr 含量過高容易造成鋼材硬度過高，韌性下降，因此最高值為〇. 50%。
[0017] V :V可提高鋼材的淬透性，與C結合形成穩(wěn)定MC碳化物，提高鋼材的硬度和耐磨 性，在回火和退火過程中，起到穩(wěn)定鋼材性能的作用，因此其最低含量為0. 01 %，考慮成本 因素，最高V含量為0.03%。
[0018] Ti :Ti易與鋼中的N結合，形成粗大的TiN，產生鑄坯裂紋，降低產品質量，因此，鋼 中Ti應控制在較低水平，本發(fā)明控制在0. 005%以下。
[0019] A1 :A1在鋼中與0結合，主要起到脫氧的作用，因此最低含量為0.015%，A1含量 過高容易形成連鑄生產困難，因此最高含量為〇. 050%。
[0020] 本發(fā)明鋼除含有上述化學成分外，其余為Fe和不可避免的雜質。
[0021] 上述汽車摩擦片的熱乳鋼材的制備方法，包括如下步驟：
[0022] 1)冶煉、精煉、真空處理和連鑄：連鑄澆鋼時，鋼水的過熱度控制為15~25°C，連 鑄還厚度控制為50~90mm ;
[0023] 2)加熱：加熱步驟1)所得的鑄還，鑄坯入爐溫度控制為900~1100°C，出爐溫度 控制為1150~1250°C，鑄坯在爐時間控制為20~50min ;
[0024] 3)控乳：對步驟2)中所得的鑄坯進行粗乳和精乳，精乳的第一道次、第二道次和 第三道次的壓下率均控制在30~50%，精乳末道次壓下率< 15%，終乳溫度控制為860~ 900。。；
[0025] 4)控冷：對步驟3)中所得的鋼板進行控冷處理，采用層流冷卻，冷卻速率控制為 3 ~35°C /s ;
[0026] 5)卷?。簩Σ襟E4)中所得的鋼板進行卷取處理，卷取溫度控制為620~660°C ;
[0027] 6)緩冷：對步驟5)中所得的鋼卷進行緩冷處理，緩冷時間控制為24~72h ;
[0028] 7)酸洗：對步驟6)中所得的鋼