一次成型熱軋汽車大梁的生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于金屬壓力加工領(lǐng)域，具體涉及一種一次成型熱軋汽車大梁的生產(chǎn)方法。本發(fā)明包括下列步驟：將鋼坯送入加熱爐加熱(2)，出爐后先經(jīng)高壓水除鱗機(jī)(3)除鱗，然后進(jìn)入開坯機(jī)(4)往返軋制，在進(jìn)入萬能機(jī)組(6、7、8)進(jìn)行往返軋制，進(jìn)入冷床(11)經(jīng)過噴霧冷卻后，進(jìn)入矯直機(jī)(12)矯直，最后經(jīng)冷鋸(14、15)鋸切成倍尺即為成品。本發(fā)明采用了控軋技術(shù)以提高產(chǎn)品的力學(xué)性能，并增加了翼緣冷卻裝置(5)以解決生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的翼緣和腹板同時(shí)產(chǎn)生的冷卻波浪。本發(fā)明用萬能軋機(jī)生產(chǎn)尺寸規(guī)格大、翼緣腹板厚度薄的一次成型汽車大梁，截面性能均勻、尺寸精度高，力學(xué)性能好，剛度大、抗彎性能好、表面光潔、工效高、成本低。
【專利說明】一次成型熱軋汽車大梁的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬壓力加工領(lǐng)域，具體涉及一種采用連鑄異型坯軋制一次成型熱軋汽車大梁的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，貨運(yùn)汽車作為公路運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備，正在向重載化和專業(yè)化的方向發(fā)展。在重載化方面，車輛的載重能力不斷提高；在專業(yè)化方面，為適應(yīng)不同物料運(yùn)輸?shù)囊螅霈F(xiàn)了各類運(yùn)輸散狀料和液態(tài)物質(zhì)的罐車，用于工程建設(shè)的水泥攪拌車、泵車，專門用于集裝箱運(yùn)輸?shù)募b箱拖車等。與此同時(shí)，汽車大梁的生產(chǎn)工藝也發(fā)生了變化，由過去的鋼板沖壓改為使用焊接型鋼梁或直接用熱軋H型鋼做大梁。
[0003]熱軋H型鋼是一種截面經(jīng)優(yōu)化而形成的經(jīng)濟(jì)斷面型鋼，由于采用萬能法軋制，與孔型法生產(chǎn)的工字鋼相比，在產(chǎn)品尺寸的精確度控制和調(diào)整上具有非常大的優(yōu)越性，與焊接H型鋼相比，熱軋H型鋼截面性能均勻、截面尺寸精確、精度高，制作成本較低；用于汽車替代原來的工字鋼制造的大梁，具有構(gòu)造方便、剛度大、抗彎性能好、表面光潔、工效高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]采用熱軋H型鋼做掛車的大梁是發(fā)展趨勢(shì)。從掛車大梁生產(chǎn)工藝看，采用熱軋H型鋼符合國家節(jié)能、環(huán)保、節(jié)約資源的產(chǎn)業(yè)政策。從車輛的安全可靠性看，軋制H型鋼截面整體性能均勻，殘余應(yīng)力小，沒有焊接缺陷，用于制作大梁，汽車的安全可靠性更加有保障。從行業(yè)管理的角度看，軋制H型鋼規(guī)格尺寸一定，減少了焊接大梁時(shí)鋼板尺寸的隨意性，使生產(chǎn)企業(yè)為迎合用戶的不合理要求隨意改變大梁尺寸變得不可能，從而有利于國家對(duì)改裝車行業(yè)的管理，為治理超載創(chuàng)造條件。從生產(chǎn)成本看，采用軋制H型鋼作大梁比焊接大梁綜合成本低，且采用軋制H型鋼縮短制作周期，使交車的時(shí)間提前，進(jìn)而提高了汽車制造企業(yè)的生產(chǎn)效率和競(jìng)爭力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種成本低、制作周期短的一次成型熱軋汽車大梁的生產(chǎn)方法，能夠軋制尺寸規(guī)格大、翼緣和腹板厚度薄的汽車大梁。
[0006] 本發(fā)明的一次成型熱軋汽車大梁的生產(chǎn)方法，其特征在于包括下列步驟:
[0007]1、通過上料臺(tái)架(1)將異型坯送入加熱爐(2)中，加熱溫度為1240~1280°C，出爐后先經(jīng)高壓水除鱗機(jī)(3)除鱗，去除異型坯表面的氧化鐵皮，除鱗水壓為150~ISObar ；
[0008]2、異型坯除鱗后進(jìn)入開坯機(jī)(4)進(jìn)行軋制，往返軋制7道次，壓下量控制在54~58_，開坯機(jī)開軋溫度為1180~1210°C，終軋溫度為1050~1080°C，軋制速度為2.0~4.0m / S，各道次的軋制力為4000~5000kN ；
[0009]3、然后軋件進(jìn)入萬能機(jī)組進(jìn)行軋制，軋機(jī)布置形式為:萬能粗軋機(jī)(6)、軋邊機(jī)(7)、萬能精軋機(jī)⑶；
[0010]經(jīng)過萬能機(jī)組往返7道次軋制，同時(shí)對(duì)翼緣進(jìn)行冷卻，腹板壓下量控制在21~25mm，萬能機(jī)組開軋溫度為980?1010°C，終軋溫度為770?830°C，軋制速度為2.8?4.5m / s，水平輥軋制力為2500?4000kN，立輥軋制力為800?2900kN ；
[0011]4、經(jīng)步驟3軋制后的汽車大梁，經(jīng)輥道輸送到冷床(11)，在冷床上通過噴霧冷卻到80°C以下，然后下冷床經(jīng)八輥懸臂式矯直機(jī)(12)矯直，最后經(jīng)冷鋸(14、15)鋸切成倍尺即為成品。
[0012]上述方法還采用了控軋技術(shù)，開坯機(jī)和萬能機(jī)組前三道次在再結(jié)晶區(qū)軋制，萬能軋機(jī)四至六道次在未再結(jié)晶區(qū)軋制，最后一道次在兩相區(qū)軋制，軋制溫度在770?830°C之間。
[0013]上述方法還增加了翼緣冷卻裝置(5)，使用冷卻水對(duì)翼緣進(jìn)行冷卻，以解決翼緣和腹板容易同時(shí)產(chǎn)生冷卻波浪的問題，其系統(tǒng)壓力為5?lObar。
[0014]上述的異型坯的材質(zhì)為加入釩氮合金的Q390B、尺寸為430X 300X85X80，通過采用所述的控軋技術(shù)，產(chǎn)品的表面質(zhì)量高，力學(xué)性能好，屈服強(qiáng)度大于450Mpa，抗拉強(qiáng)度為550?630Mpa，伸長率大于23%，沖擊韌性好，零下40°C縱向沖擊功大于34KV2 / J0
[0015]上述方法的可生產(chǎn)多種規(guī)格的一次成型汽車大梁，如450X150X6X9，mm ；450Xl50X5.5X8, mm ;480Xl50X5.5X8, mm ;500Xl50X5.5X8, mm。
[0016]細(xì)化晶粒是同時(shí)提高鋼的強(qiáng)度和韌性的唯一方法。為了提高產(chǎn)品的力學(xué)性能，本發(fā)明在軋制過程中采用了控軋技術(shù)，以達(dá)到細(xì)化晶粒的目的:開坯機(jī)和萬能軋機(jī)前三道次在再結(jié)晶區(qū)軋制，通過奧氏體反復(fù)再結(jié)晶來細(xì)化奧氏體晶粒；萬能軋機(jī)四至六道次在未再結(jié)晶區(qū)軋制，變形的奧氏體晶粒被拉長，晶粒內(nèi)有大量變形帶，相變過程中形核點(diǎn)多，相變后鐵素體晶粒細(xì)化；最后一道次在兩相區(qū)軋制，軋制溫度在770?830°C之間，由于碳在兩相區(qū)的奧氏體中富集，碳以細(xì)小的碳化物析出，因此可以得到細(xì)小的鐵素體和珠光體混合物，從而提聞鋼材的強(qiáng)度和朝性。
[0017]通過控軋工藝得到的V-N微合金的組織為“鐵素體+珠光體”，并可獲得較高的晶粒度。在鋼中添加釩氮合金后，可以通過形變誘導(dǎo)VN在奧氏體晶內(nèi)析出，促進(jìn)了晶內(nèi)鐵素體形核，有效細(xì)化了鐵素體晶粒；而氮在鋼中可以改變釩的分布，使析出項(xiàng)的顆粒尺寸明顯減小，隨著終軋溫度的降低，第二相析出變得更多且呈彌散分布，從而可以充分發(fā)揮了釩的沉淀強(qiáng)化作用，大幅度提高鋼的強(qiáng)度。
[0018]在軋制的過程中，由于汽車大梁的截面尺寸大、翼緣和腹板的厚度薄，整個(gè)截面冷卻很不均勻，導(dǎo)致翼緣和腹板容易同時(shí)產(chǎn)生冷卻波浪。而這種同時(shí)產(chǎn)生的兩種冷卻波浪很難通過輥縫調(diào)整予以解決。為了解決這一問題，我們?cè)黾恿艘砭壚鋮s水系統(tǒng)，在軋制的過程中通過冷卻翼緣來減少溫度的不均勻性，從而減少或消除冷卻波浪的產(chǎn)生。翼緣冷卻水系統(tǒng)壓力為5?lObar。
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn):
[0020](I)本發(fā)明采用了翼緣冷卻系統(tǒng)，解決了翼緣和腹板容易同時(shí)產(chǎn)生冷卻波浪的問題。一次成型汽車大梁截面性能均勻、截面尺寸精確、精度高，制作成本較低；用于汽車替代原來的工字鋼或焊接H型鋼制造的大梁，具有構(gòu)造方便、剛度大、抗彎性能好、表面光潔、工效聞、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
[0021](2)本發(fā)明采用了控軋技術(shù)，產(chǎn)品性能好。生產(chǎn)的Q390B材質(zhì)的450X150X6X9規(guī)格一次成型汽車大梁，表面質(zhì)量高，力學(xué)性能好，屈服強(qiáng)度大于450Mpa,抗拉強(qiáng)度為550?630Mpa，伸長率大于23%，沖擊韌性好，零下40°C縱向沖擊功大于34KV2 / J0
[0022](3)本發(fā)明能夠生產(chǎn)尺寸規(guī)格大、翼緣腹板厚度薄的一次成型汽車大梁。在同等重量的情況下，力學(xué)性能特別是抗彎截面模數(shù)更大，更有利于汽車的輕量化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0024]圖1是本發(fā)明的工藝流程布置示意圖，
[0025]圖2是本發(fā)明的工藝流程框圖。
[0026]圖中:1.上料臺(tái)架，2.步進(jìn)加熱爐，3.高壓水除鱗機(jī)，4.開坯機(jī)，5.翼緣冷卻裝置，6.萬能粗軋機(jī)，7.軋邊機(jī)，8.萬能精軋機(jī)，9.取樣平臺(tái)，10.熱鋸，11.冷床，12.矯直機(jī)， 13.編組臺(tái)架，14.移動(dòng)冷鋸，15.固定冷鋸，16.定尺機(jī)，17.堆垛床，18.壓實(shí)裝置，19.收集臺(tái)架，20.輸送輥道。
【具體實(shí)施方式】
[0027]本發(fā)明
[0028]1、通過上料臺(tái)架⑴將材質(zhì)為加熱釩氮合金的Q390B、尺寸為430X300X85X80的異型坯送入加熱爐(2)中，加熱溫度為1240~1280°C，出爐后先經(jīng)除鱗機(jī)(3)除鱗，去除異型坯表面的氧化鐵皮，除鱗水壓為150~180bar ；
[0029]2、異型坯除鱗后進(jìn)入開坯機(jī)(4)進(jìn)行軋制，往返軋制7道次，開坯機(jī)開軋溫度為1180~1210°C，終軋溫度為1050~1080°C，軋制力為4000~5000kN，軋制速度為2.0~
4.0m / s,總壓下量為54mm。
[0030]3、然后軋件進(jìn)入萬能機(jī)組進(jìn)行軋制，軋機(jī)布置形式為:萬能粗軋機(jī)(6)、軋邊機(jī)
(7)、萬能精軋機(jī)⑶；
[0031]開軋溫度為980~1010°C，終軋溫度為770~830°C，水平輥軋制力為2500~4000kN，立輥軋制力為800~2900kN，軋制速度為2.8~4.5m / s，軋制7道次，并同時(shí)對(duì)翼緣進(jìn)行冷卻，總壓下量為25mm。
[0032]4、經(jīng)萬能機(jī)組軋制后的汽車大梁，通過輥道輸送到冷床(11)，在冷床上通過噴霧冷卻到80°C以下，然后下冷床經(jīng)矯直機(jī)(12)矯直，最后經(jīng)冷鋸(14、15)鋸切成倍尺即為成
品O
[0033]5、上述方法還采用了控軋技術(shù)，開坯機(jī)和萬能機(jī)組前三道次在再結(jié)晶區(qū)軋制，萬能軋機(jī)四至六道次在未再結(jié)晶區(qū)軋制，最后一道次在兩相區(qū)軋制，軋制溫度在770~830°C之間。
[0034]6、上述方法還增加了翼緣冷卻水裝置(5)，系統(tǒng)壓力為5~lObar，以解決翼緣和腹板容易同時(shí)產(chǎn)生冷卻波浪的問題。
[0035]7、上述的異型坯的材質(zhì)為加入釩氮合金的Q390B、尺寸為430X300X85X80，通過采用上述的控軋技術(shù)，表面質(zhì)量高，力學(xué)性能好，屈服強(qiáng)度大于450Mpa，抗拉強(qiáng)度為550~630Mpa，伸長率大于23%，沖擊韌性好，零下40°C縱向沖擊功大于34KV2 / J0
[0036]8、上述方法的可生產(chǎn)多種規(guī)格的一次成型汽車大梁，如450X 150X6X9，mm ；450Xl50X5.5X8，mm ;480Xl50X5.5X8，mm ;500Xl50X5.5X8，mm。
【權(quán)利要求】
1.一種一次成型熱軋汽車大梁的生產(chǎn)方法，其特征在于包括下列步驟: (1)、通過上料臺(tái)架(1)將異型坯送入加熱爐(2)中，加熱溫度為1240~1280°C，出爐后先經(jīng)高壓水除鱗機(jī)(3)除鱗，去除異型坯表面的氧化鐵皮，除鱗水壓為150~ISObar ； (2)、異型坯除鱗后進(jìn)入開坯機(jī)(4)進(jìn)行軋制，往返軋制7道次，壓下量控制在54~58_，開坯機(jī)開軋溫度為1180~1210°C，終軋溫度為1050~1080°C，軋制速度為2.0~4.0m / S，各道次的軋制力為4000~5000kN ； (3)、然后軋件進(jìn)入萬能機(jī)組進(jìn)行軋制，軋機(jī)布置形式為:萬能粗軋機(jī)(6)、軋邊機(jī)(7)、萬能精軋機(jī)(8);經(jīng)過萬能機(jī)組往返7道次軋制，同時(shí)對(duì)翼緣進(jìn)行冷卻，壓下量控制在21~25mm，萬能機(jī)組開軋溫度為980~1010°C，終軋溫度為770~830°C，軋制速度為2.8~4.5m / s，水平輥軋制力為2500~4000kN，立輥軋制力為800~2900kN ； (4)、經(jīng)步驟3軋制后的汽車大梁，經(jīng)輥道輸送到冷床(11)，在冷床上通過噴霧冷卻到80°C以下，然后下冷床經(jīng)八輥懸臂式矯直機(jī)(12)矯直，最后經(jīng)冷鋸(14、15)鋸切成倍尺即為成品。
2.如權(quán)利要求1所述的一次成型熱軋汽車大梁的生產(chǎn)方法，其特征在于采用了控軋技術(shù)，開坯機(jī)和萬能機(jī)組前三道次在再結(jié)晶區(qū)軋制，萬能軋機(jī)四至六道次在未再結(jié)晶區(qū)軋制，最后一道次在兩相區(qū)軋制，軋制溫度在770~830°C之間。
3.如權(quán)利要求1 所述的一次成型熱軋汽車大梁的生產(chǎn)方法，其特征在于使用翼緣冷卻裝置(5)，使用冷卻水對(duì)翼緣進(jìn)行冷卻，以解決翼緣和腹板容易同時(shí)產(chǎn)生冷卻波浪的問題，其系統(tǒng)壓力為5~lObar。
4.如權(quán)利要求1所述的一次成型熱軋汽車大梁的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的異型坯的材質(zhì)為Q390B、尺寸為430X300X85X80，通過所述的控軋技術(shù)，產(chǎn)品屈服強(qiáng)度大于450Mpa，抗拉強(qiáng)度為550~630Mpa，伸長率大于23%，零下40°C縱向沖擊功大于34KV2 /J0
5.如權(quán)利要求1所述的一次成型熱軋汽車大梁的生產(chǎn)方法，其特征在于生產(chǎn)汽車大梁的規(guī)格:450X 150X6X9，mm ;450Χ150Χ5.5X8, mm ；480X150X5.5X8, mm ；500Xl50X5.5X8，mm。
【文檔編號(hào)】B21B1/088GK103978029SQ201310631433
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】程向前, 胡洪, 閆忠英, 李海洋, 鄭向紅, 秦軍軍 申請(qǐng)人:程向前, 胡洪, 閆忠英