本發明涉及一種彈簧鋼55SiCrA的控冷工藝方法，尤其涉及一種改善彈簧鋼55SiCrA盤條組織和性能的斯太爾摩風冷線控冷工藝。

背景技術：

55SiCrA彈簧鋼盤條是用于生產汽車懸架彈簧的高附加值精品鋼，懸架彈簧在汽車行駛過程中承受往復壓縮運動，起著緩沖和減震的作用，因此，使用時要求55SiCrA彈簧鋼具有高的抗彈減性能、高的力學性能和較高的疲勞壽命，對盤條化學成分、夾雜物以及組織和塑性等提出了更嚴苛的標準。

為了達到較高的性能要求，在生產過程中可以通過控制風冷線冷卻速度來影響盤條最終的組織形態和性能，彈簧鋼55SiCrA的控冷工藝是目前主要的研究方向之一。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是：為了解決現有技術中55SiCrA彈簧鋼冷卻過程中容易出現馬氏體和貝氏體等異常組織，材料面縮率不高，索氏體化率有限，組織不穩定，強度和硬度不能滿足要求等技術問題，本發明提出了采用較低的吐絲溫度，控制風冷線冷卻速度的控冷工藝來影響盤條最終的組織形態和性能。

為解決這一技術問題，本發明采用的技術方案是：通過調整風冷線上的冷卻速度使得盤條索氏體化率提高，同時限定最低溫度以避免馬氏體和貝氏體組織的出現。

具體為：吐絲溫度為790～820℃，風冷線控冷工藝分為三個階段，第一階段：控制前3臺風機風量以滿足各種規格下第3臺風機處最低溫度在680～710℃范圍內，前兩臺風機冷卻速度控制在6～13℃/s以內；第二階段：由于第一階段風機冷速較快，第二階段控制第4臺和第5臺風機風量使盤條溫度回升10～50℃，從而使索氏體的快速轉變更為完全；第三階段：控制第6臺風機及后續風機風量使冷卻速度控制在3℃/s以內，盤條溫度在達到670～700℃范圍內后關閉保溫罩，該溫度范圍前保溫罩全部開啟，控制保溫罩內冷卻速度在0.8～2.0℃/s；最后兩個保溫罩開啟，出保溫罩溫度在580～630℃。

其中，所述盤條位于輥道上，保溫罩位于輥道和盤條上方，風機在輥道下方。

本發明的有益效果：(請審閱是否有表述不清楚之處，請指出)

本發明通過采用相對較低的吐絲溫度，控制風冷線的冷卻速度來影響盤條最終的組織形態和性能。將風冷分為了三個階段，第一段為前3臺風機對應的極快冷卻階段，以較快的冷卻速度6～13℃/s，冷卻至680～710℃，以便獲得最低的索氏體轉變點，從而增加索氏體化率；第二段為第4臺風機和第5臺風機，此段降低風機風量使盤條溫度回升10～50℃，盤條組織轉變過程中溫度回升，使索氏體快速大量轉變，減少了殘余奧氏體的存在，從而使索氏體的快速轉變更為完全；第三段為第6臺風機至保溫罩關閉，盤條溫度回升至最高后以低于3℃/s的冷卻速度降溫，該階段較低的冷卻速度使組織轉變均勻，同時避免了硬度增加，待盤條溫度降至670～700℃后再關閉保溫罩，使保溫罩內奧氏體充分轉變為珠光體。

此外，本發明采用較低的吐絲溫度，可以降低硬度，同時可以減少快速冷卻階段的時間，為后續組織轉變完全提供了有利條件。

附圖說明

圖1為彈簧鋼盤條φ16mm55SiCrA斯太爾摩風冷線上盤條的實際冷卻曲線，縱坐標上的點為吐絲溫度，后續的點依次為各保溫罩末溫度。

圖2為本發明工藝下彈簧鋼55SiCrA的金相組織照片。

具體實施方式

以下用實施例對本發明作更詳細的描述。實施例僅僅是對本發明最佳實施方式的描述，并不對本發明的范圍有任何限制。

實施例1：

軋鋼廠生產φ16mm55SiCrA，開軋溫度為990℃，進減定徑機溫度為820℃，吐絲溫度790℃。斯太爾摩風冷線上前10個保溫罩打開，后兩個保溫罩打開，中間保溫罩關閉。控制風機風量1～3臺開85％，4～5臺開30％，6～7臺開50％，其余風機關閉，輥道速度如下表1所示。

表1 φ16mm55SiCrA斯太爾摩風冷線各保溫罩對應輥道速度

現場測得各風機末溫度與時間的對應關系如圖1所示，前三臺風機風冷下，盤條冷卻速度為8℃/s左右，第3臺風機處最低溫度為680℃，第4臺風機和第5臺風機回溫25℃，第6臺風機至保溫罩關閉冷卻速度約為1.8℃/s，進保溫罩溫度為670℃，保溫罩內冷卻速度約為1.39℃/s，出保溫罩溫度為612℃。

對上述工藝生產的φ16mm55SiCrA進行性能檢測：抗拉強度1010～1042MPa，斷面收縮率為61％，索氏體化率為96％(還有少量3％左右鐵素體)，斷后伸長率19.0～20.0％，檢驗盤條組織如圖2所示，由圖2可見：盤條由珠光體和少量鐵素體組成，組織均勻。

實施例2：

軋鋼廠生產φ16mm55SiCrA，開軋溫度為980℃，進減定徑機溫度為810℃，吐絲溫度800℃。斯太爾摩風冷線上前10個保溫罩打開，后兩個保溫罩打開，中間保溫罩關閉。風機風量1～3臺開85％，4～5臺開28％，6～7臺開50％，其余風機關閉，輥道速度如表1所示。

現場測得前兩臺風機風冷下，盤條冷卻速度為6℃/s左右，第3臺風機處最低溫度為700℃，第4臺風機和第5臺風機回溫20℃，第6臺風機至保溫罩關閉冷卻速度約為1.5℃/s，進保溫罩溫度為680℃，保溫罩內冷卻速度約為1.40℃/s，出保溫罩溫度為610℃。

對上述工藝生產的φ16mm55SiCrA進行力學性能檢測：抗拉強度1005～1060MPa，斷面收縮率為60％，索氏體化率為95％，斷后伸長率18.0～20.0％。

對比實施例1

軋鋼廠生產φ16mm55SiCrA，開軋溫度為990℃，進減定徑機溫度為820℃，吐絲溫度790℃。斯太爾摩風冷線上前10個保溫罩打開，后兩個保溫罩打開，中間保溫罩關閉。風機風量1～3臺開88％，4～5臺開30％，6～7臺開50％，其余風機關閉，輥道速度如表1所示。

現場測得前兩臺風機風冷下，盤條冷卻速度為14℃/s左右，第3臺風機處最低溫度為650℃，在這一條件下，盤條出現紅黑相間現象，由于黑段不能回溫，盤條出現馬氏體和貝氏體，第6臺風機至保溫罩關閉冷卻速度約為1.8℃/s，進保溫罩溫度為670℃，保溫罩內冷卻速度約為1.39℃/s，出保溫罩溫度為612℃。

線下對上述工藝生產的φ16mm55SiCrA進行力學性能檢測時試樣發生脆斷，組織檢測為馬氏體和貝氏體。

對比實施例2

軋鋼廠生產φ16mm55SiCrA，開軋溫度為990℃，進減定徑機溫度為820℃，吐絲溫度790℃。斯太爾摩風冷線上前10個保溫罩打開，后兩個保溫罩打開，中間保溫罩關閉。風機風量1～3臺開85％，4～7臺開50％，其余風機關閉，輥道速度如表1所示。

現場測得前兩臺風機風冷下，盤條冷卻速度為8℃/s左右，第3臺風機處最低溫度為680℃，第4臺風機至保溫罩關閉冷卻速度約為1.8℃/s，進保溫罩溫度為680℃，保溫罩內冷卻速度約為1.39℃/s，出保溫罩溫度為612℃。

對上述工藝生產的φ16mm55SiCrA進行力學性能檢測：抗拉強度980～1020MPa，斷面收縮率為54％，索氏體化率為92％，斷后伸長率17.0～19.0％。