本發(fā)明涉及一種彈簧鋼的生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)：

強(qiáng)度、韌性和晶粒度等性能指標(biāo)僅能間接地評(píng)價(jià)彈簧鋼，抗疲勞性能才是反映彈簧鋼的最重要指標(biāo)，它不但可以反映彈簧鋼的強(qiáng)度、韌性和晶粒度等各項(xiàng)性能指標(biāo)的優(yōu)劣，還能反映上述各性能之間的最佳匹配以及由這種性能之間的匹配對(duì)彈簧鋼使用壽命的影響。而彈簧鋼的內(nèi)在質(zhì)量與彈簧鋼的抗疲勞性有很大的關(guān)聯(lián)。因此，無(wú)論在彈簧鋼的品種還是生產(chǎn)工藝方面的研究，都以提高彈簧鋼的疲勞性能為最終目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種抗疲勞性能優(yōu)異的彈簧鋼的生產(chǎn)工藝。

本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種彈簧鋼的生產(chǎn)工藝，包括：

步驟(1)將彈簧鋼的原料混合均勻，彈簧鋼的原料包括按質(zhì)量百分比計(jì)的以下組分：0.71～0.82％的C，3.1～3.5％的Si，0.3～0.5％的Mn，0.012～0.013％的Ti，0.1～0.2％的S和0.3～0.5％的Al，余量為Fe；

步驟(2)初煉，初煉在1300℃下持續(xù)5～10min，之后從1300℃開(kāi)始以10～15℃/min的速度上升至1700℃，并在1700℃下再持續(xù)5～10min；

步驟(3)精煉，精煉的溫度為1550～1600℃，在精煉進(jìn)行10～15min后，送入溫度在1550～1600℃的熱氮?dú)?，吹送持續(xù)5min停止，精練一共持續(xù)時(shí)間為30～35min；

步驟(4)冷卻成型，控制冷卻速度為3～5℃/min，冷卻至1100℃，在1100℃保持16～18min，之后繼續(xù)進(jìn)行冷卻，控制冷卻速度為15～19℃/min，直至冷卻至常溫；

步驟(5)軋制；

步驟(6)淬火，淬火分成兩個(gè)階段，在第一個(gè)階段，淬火溫度控制在700～750℃，淬火時(shí)間為40～50min，在第二個(gè)階段，淬火溫度控制在900～950℃，淬火時(shí)間為3～5min；

步驟(7)回火。

優(yōu)選的是，所述的彈簧鋼的生產(chǎn)工藝中，彈簧鋼的原料包括按質(zhì)量百分比計(jì)的以下組分：0.82％的C，3.1％的Si，0.33％的Mn，0.012％的Ti，0.15％的S和0.34％的Al，余量為Fe。

優(yōu)選的是，所述的彈簧鋼的生產(chǎn)工藝中，所述步驟(2)中，初煉在1300℃下持續(xù)10min，在1700℃下再持續(xù)10min。

優(yōu)選的是，所述的彈簧鋼的生產(chǎn)工藝中，所述步驟(2)中，從1300℃開(kāi)始以12℃/min的速度上升至1700℃。

優(yōu)選的是，所述的彈簧鋼的生產(chǎn)工藝中，所述步驟(3)中，精練的溫度為1550℃。

本發(fā)明提高了彈簧鋼的抗疲勞性能。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書(shū)文字能夠據(jù)以實(shí)施。

本發(fā)明提供一種彈簧鋼的生產(chǎn)工藝，包括：

步驟(1)將彈簧鋼的原料混合均勻，彈簧鋼的原料包括按質(zhì)量百分比計(jì)的以下組分：0.71～0.82％的C，3.1～3.5％的Si，0.3～0.5％的Mn，0.012～0.013％的Ti，0.1～0.2％的S和0.3～0.5％的Al，余量為Fe；

步驟(2)初煉，初煉在1300℃下持續(xù)5～10min，之后從1300℃開(kāi)始以10～15℃/min的速度上升至1700℃，并在1700℃下再持續(xù)5～10min；

步驟(3)精煉，精煉的溫度為1550～1600℃，在精煉進(jìn)行10～15min后，送入溫度在1550～1600℃的熱氮?dú)?，吹送持續(xù)5min停止，精練一共持續(xù)時(shí)間為30～35min；

步驟(4)冷卻成型，控制冷卻速度為3～5℃/min，冷卻至1100℃，在1100℃保持16～18min，之后繼續(xù)進(jìn)行冷卻，控制冷卻速度為15～19℃/min，直至冷卻至常溫；

步驟(5)軋制；

步驟(6)淬火，淬火分成兩個(gè)階段，在第一個(gè)階段，淬火溫度控制在700～750℃，淬火時(shí)間為40～50min，在第二個(gè)階段，淬火溫度控制在900～950℃，淬火時(shí)間為3～5min；

步驟(7)回火。

本發(fā)明精確設(shè)定了初煉的條件，首先在相對(duì)較低的溫度下進(jìn)行持續(xù)一定時(shí)間，使原料混合物相對(duì)于外側(cè)的部分先發(fā)生變化，之后在以一定速度上升至較高溫度下，使原料混合物的變化由外側(cè)擴(kuò)散至內(nèi)側(cè)。這有助于改善彈簧鋼的外側(cè)的組織結(jié)構(gòu)，從而使彈簧鋼外側(cè)的力學(xué)性能更優(yōu)異。

其次，本發(fā)明還精確設(shè)計(jì)了精練的條件，在精練進(jìn)行至一定時(shí)間后，送入溫度也在1550～1600℃的熱氮?dú)?，吹送持續(xù)5min，繼續(xù)精煉。上述操作有助于對(duì)熔液的上表面提供保護(hù)，并且使彈簧鋼外側(cè)的力學(xué)性能更好。

冷卻成型分兩個(gè)階段進(jìn)行，第一個(gè)階段是在1100℃以上，以緩慢的速度降溫，以便于在冷卻過(guò)程中彈簧鋼內(nèi)部形成致密的組織；第二個(gè)階段是在1100℃到室溫，以相對(duì)于較快的速度冷卻，降低三氧化二鋁的脆性?shī)A雜，以改善彈簧鋼的抗疲勞性能。

在淬火階段，分成兩個(gè)階段，在第二個(gè)階段時(shí)，淬火溫度更高，但持續(xù)時(shí)間更短，從而促使彈簧鋼內(nèi)部向馬氏體轉(zhuǎn)變，以提高彈簧鋼的硬度和強(qiáng)度。

本發(fā)明制備得到的彈簧鋼的疲勞極限可以達(dá)到990MPa，相比于傳統(tǒng)工藝的800MPa，有了大幅度的提高。本發(fā)明的彈簧鋼的抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到2301MPa，斷后伸長(zhǎng)率為10.4％。

彈簧鋼的原料組成中，C可以提高彈簧鋼的強(qiáng)度和硬度；Si可以改善彈簧鋼的彈性，并且可以提高耐酸性；Mn可以改善彈簧鋼的強(qiáng)度。

優(yōu)選的是，所述的彈簧鋼的生產(chǎn)工藝中，彈簧鋼的原料包括按質(zhì)量百分比計(jì)的以下組分：0.82％的C，3.1％的Si，0.33％的Mn，0.012％的Ti，0.15％的S和0.34％的Al，余量為Fe。

優(yōu)選的是，所述的彈簧鋼的生產(chǎn)工藝中，所述步驟(2)中，初煉在1300℃下持續(xù)10min，在1700℃下再持續(xù)10min。

優(yōu)選的是，所述的彈簧鋼的生產(chǎn)工藝中，所述步驟(2)中，從1300℃開(kāi)始以12℃/min的速度上升至1700℃。

優(yōu)選的是，所述的彈簧鋼的生產(chǎn)工藝中，所述步驟(3)中，精練的溫度為1550℃。

盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開(kāi)如上，但其并不僅僅限于說(shuō)明書(shū)和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)。