汽车安全带卷簧用热轧钢带的开发生产

2018-07-13路峰

山东冶金 2018年3期

路　峰

（山钢股份莱芜分公司技术中心，山东莱芜271104）

1　前言

随着国民经济的发展，中国汽车产销量已经连续多年蝉联世界第一。2017年全年汽车产销量突破2 900万辆，从而带动了汽车用钢及配件行业的快速发展。安全带作为目前汽车的强制安装和配置之一，其市场需求越来越大［1］。安全带卷簧作为汽车安全带上的重要零件，安全带卷收器性能好坏的重要影响因素，其性能和质量直接影响到驾乘人员的安全。根据加工工艺的不同，材质主要有碳素弹簧钢和合金弹簧钢［2］。

山钢股份莱芜分公司通过对冶炼、连铸、轧制等工艺参数的分析，成功开发了汽车安全带卷簧用碳素弹簧钢，产品组织性能良好，满足使用要求。

2　技术要求

影响汽车安全带卷簧用钢的两个最主要因素是抗疲劳和抗弹性减退，这两个因素除了跟钢种本身的成分以及热处理工艺等有关外，还与热轧原料的非金属夹杂物、表面脱碳层深度及组织的均匀性有关。热轧钢带化学成分及非金属夹杂物要求见表1、表2。厚度规格≤3.2 mm，要求单面总脱碳层≤0.08 mm；厚度规格＞3.2 mm，要求单面总脱碳层小于实际厚度的2.5%。

表1　卷簧用钢化学成分（质量分数）%

表2　卷簧用钢非金属夹杂物级

3　关键生产工艺控制

3.1　生产工艺流程

配料（热装50%以上铁水）→50 t电炉→LF炉精炼+VD真空脱气处理→连铸→缓冷→加热→粗轧→中轧→精轧→运输链冷却→卷取→入库。

3.2　冶炼过程中主要控制要点

3.2.1电炉冶炼

入炉原料采用自产优质废钢，热装铁水比例≮60%，As含量≤0.025%；冶炼过程造好泡沫渣、均匀脱碳，减少吸氮，必要可进行换渣，加强脱P操作；钢包烘烤温度≥800℃，全熔分析温度≥1 540℃；出钢条件：终点C≥0.10%，P≤0.010%，残余元素含量符合标准要求，出钢温度1 620～1 680℃；电炉出钢过程中随钢流加入钢芯铝1.0～2.0 kg/t，钢包合金化时按照成分下限配入合金调整，电炉出钢过程严禁下渣。

3.2.2LF精炼

出钢过程随钢流采用硅铁和铝脱氧，添加合成渣预精炼，入LF后及时喂铝线脱氧，向渣面加硅铁粉、碳化硅、电石、铝粒等进行扩散脱氧，碱性炉渣精炼，控制精炼炉渣碱度＞3.0，控制最佳炉渣成分、渣量、白渣保持时间等，保持白渣≥20 min，以进一步降低钢液中的氧含量及夹杂物，并对夹杂物进行变性处理，降低其对钢材的危害。

3.2.3VD真空处理

确保真空（≤76 Pa）处理时间在12 min以上，控制最佳吹氩流量，软吹氩时间≮15 min，软吹氩时严禁钢水裸露和大氩气量搅拌降温。

3.2.4连铸过程

采用低过热度浇铸，选择合适、稳定的拉速，二冷采用弱冷及多级电磁搅拌技术，提高连铸坯的等轴晶率，减轻或消除铸坯中心偏析和缩孔；做好全程保护浇注，中间包液面≥700 mm，结晶器液面波动±2 mm；钢种液相线温度按1 467℃，中包过热度按20～30℃控制，中包第1炉温度1 507～1 517℃（热换炉次减5℃），第2炉以后1 487～1 497℃；结晶器和末端电磁搅拌正常使用。