專利名稱：安全氣囊系統(tǒng)用鋼管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有高強度IOOOMPa以上的高強度和高韌性并適于安全氣囊系統(tǒng)用的鋼管，本發(fā)明還涉及這種鋼管的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，在汽車產(chǎn)業(yè)方面，增大車輛安全性的裝置的導(dǎo)入取得積極進展。這種裝置的一例就是安全氣囊系統(tǒng)，這種裝置發(fā)生碰撞時，在乘客與方向盤或儀表盤等碰撞前在它們與乘客之間用氣體等展開安全氣囊，吸收乘客的運動能量而謀求減輕傷害?，F(xiàn)有的安全氣囊系統(tǒng)，使用爆發(fā)性藥品產(chǎn)生用于展開安全氣囊的氣體。不過，從安全氣囊展開速度的響應(yīng)性和氣體壓力調(diào)整的要求考慮，而開發(fā)出在鋼管中填充用于展開安全氣囊的高壓氣體的其他種類的安全氣囊系統(tǒng)，其適用廣泛。后者這種安全氣囊系統(tǒng)，一般在稱為蓄壓器的鋼管內(nèi)高壓保持著用于展開的氣體。碰撞時，蓄壓器內(nèi)的用于展開的氣體一下子向安全氣囊內(nèi)噴出。其結(jié)果是，作為用于展開的高壓氣體蓄壓器使用的鋼管，在極短時間以大的應(yīng)變速度負載應(yīng)力。從而，與現(xiàn)有的壓力汽缸和線性管等這種簡單的結(jié)構(gòu)物不同，作為安全氣囊系統(tǒng)的蓄壓器使用的鋼管被要求高的尺寸精度、加工性及焊接形，還被要求高強度和優(yōu)異的耐爆破性。適用于蓄壓器的安全氣囊系統(tǒng)用鋼管及其制造方法，被公布在例如特開平 10-140238號、特開平10-140M9號、特開平10-140250號、特開平10-14(^83號、特開平10-212M9號、特開2002-294339號、特開平11-1999 號、特開2001-49343號、特開 2002-194501 號上。上述各公報所述的技術(shù)，均意圖制造高強度高韌性安全氣囊系統(tǒng)用鋼管，不過，作為拉伸強度以590MPa以上為目標，由其實施例頁表明，拉伸強度最高只不過為947MPa。上述公報所述的技術(shù)，相對于現(xiàn)有的安全氣囊系統(tǒng)而言也能夠獲得充分的性能。 不過，隨著汽車的輕量化近年來越來越強，安全氣囊系統(tǒng)也被要求小型化、輕量化。從而還要求蓄壓器壓力的更高壓化合鋼管的更薄壁化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一在于提供一種高強度、高韌性的作為安全氣囊系統(tǒng)用(即安全氣囊系統(tǒng)的蓄壓器用)的鋼管。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二在于提供上述鋼管的制造方法。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，要提供具有高強度且耐爆破性。能夠充分對應(yīng)于蓄壓器壓力的安全氣囊用管，鋼管必須具有下述特性 (a)抗拉強度大于IOOOMPa ；(b)屈服強度為 875mpa ；(c)伸長率(最小于2英寸標尺)13%，(d)洛氏硬度彡37Rc ；
(e)最小爆破壓為18200PSiminimun，鋼管承受壓力循環(huán)4500、沖擊性能在-60° 的情況下，沖擊能量為IOft-Ibf0。作為本發(fā)明第一方面的適于安全氣囊系統(tǒng)用的鋼管，該鋼管在制管或經(jīng)過一次冷軋，具有的鋼組成是按照質(zhì)量％含有C :0. 12%以下、Mn :1. 00 1.40%、S :0. 01%以下、P 0. 015% 以下、Si 0. 15 0. 35%,Ni :0. 25% 以下、Cr :0. 40 0. 80%,Mo :0. 30 0. 60%、 V 0. 07% 以下、Cu 0. 以下、Al :0. 15 0. 05%, Ne :0. 05% 以下、Ti :0. 05% 以下、Sn 0. 05%以下、Sb :0. 05%以下、As :0. 05%以下、Pb :0. 05%以下，且Sn Sb As Pb各元素的總量0. 15%以下，剩余部分為狗。作為本發(fā)明第二方面的適于安全氣囊系統(tǒng)用的鋼管的制備方法，由以下步驟組成(a)首先將由上述含量的鋼制成的管坯，通過加熱爐將管坯加熱到1125°C 1170°C的高溫區(qū)停留5 15分鐘，通過穿孔機進行熱穿孔，形成Φ62πιπιΧ4.0 4. 8mm或 Φ 78mm X 5. 6mm荒管，然后自然冷卻，再進酸洗槽酸洗5 10分鐘，酸洗后沖洗干凈后，送入連續(xù)退火爐，進行熱處理；熱處理后進行磷化處理5 10分鐘；磷化處理并沖洗干凈后對荒管進行修磨，再通過二輥軋機進行冷軋；通過軋制的變形量使其到成品規(guī)格的軋制鋼管； 其中酸洗處理的酸洗液由以下重量百分比的原料配制而成硫酸20%、硝酸10%、水70% ； 所述熱處理是采用輥底式連續(xù)退火爐，爐堂溫度在700°C 800°C，退火時間在20 30分鐘；磷化處理的磷化液由以下重量百分比的原料配制而成硫酸5%、硝酸25%、水70%;所述通過二輥軋機進行冷軋是指通過60型二輥軋機在管坯的中心穿一個芯棒，然后將管坯通過60型二輥軋機的上下對輥，根據(jù)成品鋼管的尺寸對鋼坯的變形量進行控制達到軋制的要求；(b)將步驟(a)制成的軋制鋼管通過真空調(diào)質(zhì)爐或電加熱感應(yīng)圈對軋制鋼管進行調(diào)質(zhì)處理，使其能成為回火馬氏體的結(jié)構(gòu)；到達如下機械性能抗拉強度1000 1137MPa、 屈服強度為875MPa、伸長率(最小于2英寸標尺)13 %，洛氏硬度彡37Rc,最小爆破壓為18200PSiminimun，鋼管承受壓力循環(huán)4500、沖擊性能在-60°C的情況下，沖擊能量為 IOft-Ibfo ；所述調(diào)質(zhì)處理是將軋制鋼管加熱到850°C 900°C，然后通過快速冷卻達到回火目的。由于采用了如上的技術(shù)方案，本發(fā)明制成的安全氣囊系統(tǒng)所用的鋼管能滿足要求，達到高強度，輕量化的要求。
具體實施例方式下面，對本發(fā)明進行更詳細地說明。在本說明書中，表示鋼的組成的“ ％ ”，只要沒有特別說明，就是“質(zhì)量％”本發(fā)明的適于安全氣囊系統(tǒng)用的鋼管，該鋼管在制管或經(jīng)過一次冷軋，具有的鋼組成是按照質(zhì)量％含有C :0. 12%以下、Mn 1.00 1.40%、S :0. 01%以下、P :0. 015%以下、Si 0. 15 0. 35%,Ni :0. 25% 以下、Cr :0. 40 0. 80%,Mo :0. 30 0. 60%,V :0. 07% 以下、Cu 0. 35% 以下、Al 0. 15 0. 05%, Ne :0. 05% 以下、Ti :0. 05% 以下、Sn :0. 05% 以下、Sb :0. 05%以下、As :0. 05%以下、Pb :0. 05%以下，且Sn Sb As Pb各元素的總量0. 15% 以下，剩余部分為狗。
適于安全氣囊系統(tǒng)用的鋼管的制備方法，由以下步驟組成(a)首先將由上述含量的鋼制成的管坯，通過加熱爐將管坯加熱到1125°C 1170°C的高溫區(qū)停留5 15分鐘，通過穿孔機進行熱穿孔，形成Φ62πιπιΧ4.0 4. 8mm或 Φ 78mm X 5. 6mm荒管，然后自然冷卻，再進酸洗槽酸洗5 10分鐘，酸洗后沖洗干凈后，送入連續(xù)退火爐，進行熱處理；熱處理后進行磷化處理5 10分鐘；磷化處理并沖洗干凈后對荒管進行修磨，再通過二輥軋機進行冷軋；通過軋制的變形量使其到成品規(guī)格的軋制鋼管； 其中酸洗處理的酸洗液由以下重量百分比的原料配制而成硫酸20%、硝酸10%、水70% ； 所述熱處理是采用輥底式連續(xù)退火爐，爐堂溫度在700°C 800°C，退火時間在20 30分鐘；磷化處理的磷化液由以下重量百分比的原料配制而成硫酸5%、硝酸25%、水70%;所述通過二輥軋機進行冷軋是指通過60型二輥軋機在管坯的中心穿一個芯棒，然后將管坯通過60型二輥軋機的上下對輥，根據(jù)成品鋼管的尺寸對鋼坯的變形量進行控制達到軋制的要求；(b)將步驟(a)制成的軋制鋼管通過真空調(diào)質(zhì)爐或電加熱感應(yīng)圈對軋制鋼管進行調(diào)質(zhì)處理，使其能成為回火馬氏體的結(jié)構(gòu)；到達如下機械性能抗拉強度1000 1137MPa、 屈服強度為875MPa、伸長率(最小于2英寸標尺)13 %，洛氏硬度彡37Rc,最小爆破壓為18200PSiminimun，鋼管承受壓力循環(huán)4500、沖擊性能在-60°C的情況下，沖擊能量為 IOft-Ibfo ；所述調(diào)質(zhì)處理是將軋制鋼管加熱到850°C 900°C，然后通過快速冷卻達到回火目的。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.適于安全氣囊系統(tǒng)用的鋼管，該鋼管在制管或經(jīng)過一次冷軋，具有的鋼組成是按照質(zhì)量％含有C 0. 12% 以下、Mn 1. 00 1. 40%,S :0. 01% 以下、P :0. 015% 以下、Si :0. 15 0. 35%,Ni 0. 25% 以下、Cr :0. 40 0. 80%,Mo :0. 30 0. 60%,V :0. 07% 以下、Cu :0. 35% 以下、Al 0. 15 0. 05%、Ne :0. 05% 以下、Ti :0. 05% 以下、Sn :0. 05% 以下、Sb :0. 05% 以下、As :0. 05%以下、Pb :0. 05%以下，且Sn Sb As Pb各元素的總量0. 15%以下，剩余部分為Fe。
2.—種權(quán)利要求1所述的適于安全氣囊系統(tǒng)用的鋼管的制備方法，其特征在于，由以下步驟組成(a)首先將由上述含量的鋼制成的管坯，通過加熱爐將管坯加熱到1125°C 1170°C 的高溫區(qū)停留5 15分鐘，通過穿孔機進行熱穿孔，形成Φ62πιπιΧ4.0 4. 8mm或 Φ 78mm X 5. 6mm荒管，然后自然冷卻，再進酸洗槽酸洗5 10分鐘，酸洗后沖洗干凈后，送入連續(xù)退火爐，進行熱處理；熱處理后進行磷化處理5 10分鐘；磷化處理并沖洗干凈后對荒管進行修磨，再通過二輥軋機進行冷軋；通過軋制的變形量使其到成品規(guī)格的軋制鋼管； 其中酸洗處理的酸洗液由以下重量百分比的原料配制而成硫酸20%、硝酸10%、水70%; 所述熱處理是采用輥底式連續(xù)退火爐，爐堂溫度在700°C 800°C，退火時間在20 30分鐘；磷化處理的磷化液由以下重量百分比的原料配制而成硫酸5%、硝酸25%、水70%;所述通過二輥軋機進行冷軋是指通過60型二輥軋機在管坯的中心穿一個芯棒，然后將管坯通過60型二輥軋機的上下對輥，根據(jù)成品鋼管的尺寸對鋼坯的變形量進行控制達到軋制的要求；(b)將步驟(a)制成的軋制鋼管通過真空調(diào)質(zhì)爐或電加熱感應(yīng)圈對軋制鋼管進行調(diào)質(zhì)處理，使其能成為回火馬氏體的結(jié)構(gòu)；到達如下機械性能抗拉強度1000 1137MPa、屈服強度為875MPa、伸長率13%，洛氏硬度彡37Rc，最小爆破壓為18200PSiminimun，鋼管承受壓力循環(huán)4500、沖擊性能在-60°C的情況下，沖擊能量為IOft-Ibfo ；所述調(diào)質(zhì)處理是將軋制鋼管加熱到850°C 900°C，然后通過快速冷卻達到回火目的。
全文摘要
本發(fā)明公開的適于安全氣囊系統(tǒng)用的鋼管，該鋼管在制管或經(jīng)過一次冷軋，具有的鋼組成是按照質(zhì)量％含有C0.12％以下、Mn1.00～1.40％、S0.01％以下、P0.015％以下、Si0.15～0.35％、Ni0.25％以下、Cr0.40～0.80％、Mo0.30～0.60％、V0.07％以下、Cu0.35％以下、Al0.15～0.05％、Ne0.05％以下、Ti0.05％以下、Sn0.05％以下、Sb0.05％以下、As0.05％以下、Pb0.05％以下，且Sn Sb As Pb各元素的總量0.15％以下，剩余部分為Fe。本發(fā)明還公開了該鋼管的制備方法，制備的鋼管具有如下機械性能抗拉強度1000～1137MPa、屈服強度為875MPa、伸長率(最小于2英寸標尺)13％，洛氏硬度≤37Rc，最小爆破壓為18200PSiminimun，鋼管承受壓力循環(huán)4500、沖擊性能在-60℃的情況下，沖擊能量為10ft-lbfo。
文檔編號C21D9/08GK102304613SQ20111027965
公開日2012年1月4日 申請日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者王路健, 胡吉民 申請人:上海尊馬不銹鋼制管有限公司