本發明涉及彈簧鋼帶制備技術領域，更具體地說，涉及一種汽車用高性能減震彈簧鋼帶制備方法。
背景技術：
目前，隨著汽車工業飛速發展，汽車的性能也在不斷的刷新，其中減震設備是汽車的重要部件之一。當汽車在凹凸不平的地面行駛時，汽車會出現明顯的震動，極易發生交通事故，目前，大部分汽車是通過安裝減震裝置來達到最大程度的震動效果，而減震裝置是由多層彈簧鋼帶構成的，因此，該減震裝置的減震效果主要由彈簧鋼帶的性能決定，目前，彈簧鋼帶在現有的制備工藝中，工藝復雜，生產周期長，消耗大量的能源，而且熱處理過程中容易造成廢品，增加鋼帶損耗，生產效率低且生產成本高，最重要的是生產出的彈簧鋼帶達不到預期減震效果，而導致汽車的使用壽命也隨之降低，所以制備出具有高性能減震的彈簧鋼帶是未來的發展趨勢。
技術實現要素：
1.發明要解決的技術問題
本發明的目的在于克服現有技術中制備出的彈簧鋼帶達不到預期減震效果，導致汽車使用壽命降低，以及彈簧鋼帶制備工藝中存在的各種缺陷等不足，提供了一種汽車用高性能減震彈簧鋼帶制備方法，采用本發明技術方案制備的彈簧鋼帶，其厚度公差和寬度公差波動小，使彈簧鋼帶獲得穩定性能，且有效改善彈簧鋼帶的強度、硬度和延伸率，進而能夠滿足汽車對減震效果的需求，同時，解決了現有技術中彈簧鋼帶制備工藝的不足。
2.技術方案
為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：
本發明的一種汽車用高性能減震彈簧鋼帶制備方法，包括以下步驟：
步驟一、原料準備；
步驟二、酸洗；
步驟三、連軋；
步驟四、采用罩式爐進行第一次退火；
步驟五、軋制；
步驟六、分條；
步驟七、采用罩式爐進行第二次退火；
步驟八、成品檢驗；
步驟九、浸油包裝；
步驟十、入庫。
進一步地，步驟一中的原料為65Mn彈簧鋼，化學成分含量為：C：0.0236%；S：0.009%；Mn：0.016%；P：0.009%；Si：0.008%，原料規格為3.5*170 mm。
進一步地，步驟二中，采用質量濃度為18-20%的鹽酸溶液進行酸洗，酸洗溫度75-85℃，酸洗速度為60m/min。
進一步地，步驟三中，通過四輥三連軋機組，采用濃度大于2%的乳化液，進行3道次軋制，將經步驟二酸洗后的原料軋制成厚度為2.8mm的半成品，且每道次的壓下量分別為0.4mm、0.2mm和0.1mm，該四輥三連軋機組的輥身硬度為HRC62-63，輥徑差<2mm，上下輥凸度小于0.1mm，前2道次的軋輥表面粗糙度為0.1um，后1道次的軋輥采用數控軋輥磨床對軋輥表面進行精磨，使軋輥表面粗糙度為0.08um。
進一步地，步驟四中，具體退火過程為：將步驟三中厚度為2.8mm的半成品投入罩式爐中，先升溫至450℃保溫2小時，再以每小時35℃升溫至550℃保溫3小時，再以每小時30℃升溫至720℃保溫15小時，緊接著加熱罩停止加熱，待爐內溫度自然冷卻至600度，冷卻時間為10-16小時，再將加熱罩撐高50cm自然冷卻至550℃，冷卻時間為5-8小時，最后風冷至280℃后水冷，80℃出爐。
進一步地，步驟五中，通過四輥可逆冷軋機，采用濃度大于2%的乳化液，進行5道次軋制，將經步驟四退火后的半成品軋制成厚度為1.4mm的鋼帶，每道次的壓下量分別為0.4mm、0.3mm、0.3mm 、0.3mm和0.1mm，該四輥可逆冷軋機的輥身硬度為：HRC62-63，輥徑差<2mm，上下輥凸度小于0.1mm，前4道次的軋輥表面粗糙度為0.1um，后1道次的軋輥采用數控軋輥磨床對軋輥表面進行精磨，使的軋輥表面粗糙度為0.08um。
進一步地，步驟七中，具體退火過程為：將步驟六分條后的半成品投入罩式爐中，先升溫至450℃保溫2小時，再以每小時35℃升溫至550℃保溫3 小時，再以每小時30℃升溫至720℃保溫15 小時，緊接著加熱罩停止加熱，待爐內溫度降到600度，冷卻時間為10-16小時，再將加熱罩撐高50cm自然冷卻至550℃，冷卻時間為5-8小時，最后風冷至250℃后水冷，80℃出爐。
進一步地，步驟四與步驟七的整個退火過程中，罩式爐內一直通入保護氣體。
進一步地，步驟四與步驟七中，通入罩式爐內的保護氣體均是由氨氣分解成的氮氣和氫氣混合氣體，體積含量百分比為：氮氣占25%，氫氣占75%。
進一步地，步驟八中的成品規格為1.4*165 mm，成品厚度偏差為負0.05mm，寬度偏差為負0. 2mm，強度為490-530 Mpa，硬度為HV 145-155，延伸率大于29%。
3.有益效果
采用本發明提供的技術方案，與現有技術相比，具有如下顯著效果：
（1）本發明的一種汽車用高性能減震彈簧鋼帶制備方法，其步驟三和步驟五中各自的道次數以及每道次的壓下量選取可減少軋制過程中位錯的產生，故本發明軋制過程中采取的具體多道次軋制變形方案可避免鋼帶出現硬度增加，塑性與韌性降低的現象，為獲得較長的晶粒提供了可能，同時，可防止鋼帶在軋制過程中出現翻邊、波浪等情形。
（2）本發明的一種汽車用高性能減震彈簧鋼帶制備方法，其保氣體的進入是否均勻、進入量是否充足都直接影響鋼帶的退火過程，故保護氣體的充入方式對鋼帶的退火性能有顯著影響，技術人員通過理論分析與大量實驗驗證，發現可通過控制流量方式來保證保護氣體的進入量充足，且保護氣體均勻進入。
（3）本發明的一種汽車用高性能減震彈簧鋼帶制備方法，其步驟三和步驟五中，最后一后1道次的軋輥均采用數控軋輥磨床對軋輥表面進行精磨，使軋輥表面粗糙度均為0.08um，然后再投入軋機對鋼帶進行軋制，通過軋輥表面直接接觸鋼帶，對鋼帶的表面進行研磨，避免了在清洗工序采用刷輥研磨造成研磨不均勻和產生刷痕的現象，而精磨后的軋輥表面對鋼帶進行研磨，能更好地控制鋼帶表面質量，減少表面刷痕的產生。
（4）本發明的一種汽車用高性能減震彈簧鋼帶制備方法，其步驟四與步驟七的兩次退火過程中，退火溫度均分為多個階段，且每個階段以不同的方式以及不同的速度進行退火，同時，設置合理的保溫時間，使彈簧鋼帶在退火過程中，不易發生晶界破碎，能夠恢復正常組織，最終獲得我們需要的產品。
具體實施方式
為進一步了解本發明的內容，結合實施例對本發明作詳細描述。
下面結合實施例對本發明作進一步的描述。
實施例1
本實施例的一種汽車用高性能減震彈簧鋼帶制備方法，具體包含以下步驟：
步驟一、原料準備。
該步驟中原料為65Mn彈簧鋼，化學成分含量為：C：0.68%；S：0.002%；Mn：1.08%；P：0.019%；Si：0.22%，其余為鐵和雜質。原料規格為3.5*170 mm。對準備好的原料進行三步驟檢驗，首先確認鋼廠，再對原料的外觀進行檢驗，要求原料邊部光滑，且邊部無翻邊毛刺，同時用游標卡尺測量寬度，要求寬度偏差在-2mm—3mm內，最后對原料成分進行化驗。
步驟二、酸洗。
該步驟中采用質量濃度為18-20%的鹽酸溶液進行酸洗，酸洗溫度75-85℃，酸洗速度為60m/min。需要說明的是：酸洗過程中，酸洗環境即鹽酸的濃度，酸洗溫度以及酸洗速度決定酸洗質量，本發明通過設置在這樣的酸洗環境下可保證完全去除鋼帶上的氧化鐵皮。需要注意的是：本發明中為什么選擇鹽酸，而不是選用硫酸，主要原因有以下幾點：鹽酸酸洗較硫酸相比，鹽酸的酸洗速度快，經鹽酸酸洗后的鋼帶表面質量好，鹽酸酸洗鋼帶不太容易發生氫脆現象，鹽酸酸洗時，金屬損耗較少，且鹽酸酸洗廢液回收工藝成熟。同時，在酸洗過程中，如果酸液濃度過高，會使鋼帶產生過酸洗，如果酸液濃度過低，又會產生欠酸洗，嚴重時殘留的紅色塊狀氧化鐵皮，在冷軋時鐵皮脫落后又被壓入鋼帶表面，不但破壞鋼帶表面質量，更為嚴重的是造成鋼帶延伸不均勻，出現浪形、瓢曲，破壞板型，降低成品率；在酸洗過程中，如果酸洗速度過快，鋼帶表面的氧化鐵皮去除不干凈，將會產生欠酸洗現象，如果酸洗速度過慢，鹽酸除了和氧化鐵皮發生完全反應后，還會與基體發生化學反應，產生過酸洗現象，同樣，酸洗溫度的過高或過低都會造成兩種不同現象的發生。本發明中申請人經過長期的生產實踐創造性的發現：采用質量濃度為18-20%的鹽酸溶液進行酸洗，酸洗溫度75-85℃，酸洗速度為60m/min，最終可獲得高質量的鋼帶性能。需要說明的是：本實施例中酸洗時的具體酸洗速度調整是：酸洗剛開始時的酸洗速度比較低，等酸洗正常后，在慢慢提高酸洗速度，當酸洗速度值為60m/min，應保持平穩運行。綜上，酸洗濃度、酸洗速度以及酸洗溫度三者相互關聯，又相互制約，只有很好的把握三者之間的關系，才能保證良好的酸洗質量，提高鋼帶的使用性能。
步驟三、連軋。
軋輥準備：按工藝要求準備好四輥三連軋機組，裝輥前清理干凈輥槽兩端，裝好軋輥后檢查輥面是否干凈，并用濃度大于2%的乳化液清洗一遍。要求該四輥三連軋機組的輥身硬度為：HRC62-63，輥徑差<2mm，上下輥凸度小于0.1mm，軋輥表面粗糙度為0.1μm。
上卷：上卷應迅速，做到穩、準、快，插口在中心，杜絕表面擦傷。
開卷喂料：檢查來料質量、導位是否擦邊或過松跑偏。
軋制：將步驟一中原料厚度為3.5mm的鋼帶軋制成厚度為2.8mm的半成品，共軋制3道次，且每道次的壓下量分別為0.4mm、0.2mm和0.1mm，本領域技術人員都知道冷軋后的產品質量主要受軋制過程中的軋制道次以及軋制道次分配量影響，本發明通過具體的軋制道次：3道次以及每道次的壓下量分別為0.4mm、0.2mm和0.1mm來減少軋制過程中位錯的產生，故軋制過程中采取多道次軋制變形方案可避免鋼帶出現硬度增加，塑性與韌性降低的現象，為獲得較長的晶粒提供了可能，同時，該道次分配量可防止軋制過程中鋼帶出現翻邊、波浪等情形。需要注意的是：鋼帶在冷軋時有加工硬化現象，故每道次的壓下量逐漸減小。該四輥三連軋機組中的前2道次的軋輥表面粗糙度為0.1um，后1道次的軋輥采用數控軋輥磨床對軋輥表面進行精磨，使軋輥表面粗糙度為0.08um，再投入軋機對鋼帶進行軋制，通過軋輥表面直接接觸鋼帶，對鋼帶的表面進行研磨，避免了在清洗工序采用刷輥研磨造成研磨不均勻和產生刷痕的現象，而精磨后的軋輥表面對鋼帶進行研磨，能更好地控制鋼帶表面質量，減少表面刷痕的產生。需要注意的是：軋制過程中上下輥配合應密切，張力均勻，壓下調節不易頻繁，確保同條差均勻，板型平直鐮刀彎不超1.5mm/m。
測量：測厚儀擺放鋼帶中間，不定期測量兩邊厚差，時刻注意測厚儀數顯動態，以便進行合理調整。
卷取：張力適中，打卷整齊。
卸卷打捆：鋼帶脫尾卸卷時，用行車輕輕將料吊起，平穩拉出卷取，按要求捆扎，內外使用打包帶打包，不松散，外卷打包鋼帶距帶頭不超15cm。
標識：鋼帶上標明鋼號、規格、軋制日期、班次，有質量問題的進行標注，標識要清晰，字跡清楚工整。
步驟四、采用罩式爐進行第一次退火。
將步驟三中厚度為2.8mm的半成品投入罩式爐中，首先對罩式爐進行一次抽真空處理，然后向罩式爐內充入保護氣體，該保護氣體是由氨氣分解成的氮氣和氫氣混合氣體，體積含量百分比為：氮氣占25%，氫氣占75%，充入保護氣體的具體過程為：慢慢打開進氣閥，調整保護氣體的流量至1.5m3/h，且在1小時后作鳴爆試驗，合格后方可吊放熱外罩。該過程的目的是將抽真空后的殘余空氣排出，防止罩式爐內經抽真空后還殘余有空氣，在后續罩式爐加熱過程中，使得在高溫狀態下氫氣和空氣中的氧氣混合后產生爆炸。同時，通過持續充保護氣體，可使罩式爐內達到一定壓強，防止外部空氣的進入，但此過程中保護氣體的流量不易過大，避免罩式爐內壓強過高，使得罩式爐受力嚴重，不利于罩式爐的長期使用。
接著將罩式爐內溫度升至450℃保溫2小時去除鋼帶表面的油污、凈化罩式爐內氣氛，同時達到均勻化預熱。再以每小時35℃升溫至550℃保溫3小時，等待組織內部晶粒均勻化分配，再以每小時30℃升溫至720℃保溫15小時，獲得均勻化的晶粒。該過程中仍需充入保護氣體，保護氣體的具體流量控制過程是：將保護氣體的流量由一開始的1.5m3/h增加至10m3/h。本實施例中的保護氣體是由氨氣分解成的氮氣和氫氣混合氣體，體積含量百分比為：氮氣占25%，氫氣占75%，加熱時，保護氣體被風機帶動，在罩式爐內形成穩定流動的保護氣流，環繞在鋼帶的四周，同時，保護氣體還能充當傳熱介質，熱外罩產生的熱量傳遞給保護氣體，保護氣體再將熱量傳遞給包裹在其內部的鋼帶，從而使厚度為2.8mm的半成品能夠均勻達到工藝溫度，完成退火過程。需要說明的是：由于保護氣體中氫氣含量較高，且氫氣密度小、動力粘度小、還原性強，在風機的帶動下流動快，導熱好，這種間接加熱方式使鋼帶受熱更加均勻，且受熱過程持續穩定，有利于改善鋼帶的退火性能。 同時，需要注意的是：保護氣體的充入方式對鋼帶的退火性能有顯著影響，保氣體的進入是否均勻、進入量是否充足都直接影響鋼帶的受熱過程，保護氣體的不均勻會導致鋼帶受熱不均，從而使鋼帶組織不均，各部分硬度出現差異，性能不穩定；保護氣體的不充足又會導致鋼帶受熱緩慢，加熱時間延長，降低了生產效率。為了同時保證保護氣體進入均勻，且含量充足，本發明中技術人員采用控制流量方式實現，技術人員通過理論分析與大量實驗驗證，發現將保護氣體的流量由一開始的1.5m3/h增加至10m3/h時退火效果最好，使得保護氣體在罩式爐內形成一層循環流動的加熱層，實現對鋼帶均勻快速加熱，使鋼帶內部結晶質量與晶化程度提高，促進晶粒均勻性長大，改善鋼帶內部組織致密度，降低缺陷密度，改善結晶結構，同時也加快了退火速度，提高了生產效率。
緊接著加熱罩停止加熱，待爐內溫度自然冷卻至600度，冷卻時間為10-16小時，再將加熱罩撐高50cm自然冷卻至550℃，冷卻時間為5-8小時，最后風冷至280℃后水冷，80℃出爐，避免出爐溫度過高，導致鋼帶高溫氧化。從冷卻方式可以看出整個冷卻過程是先慢后適當加快，而本過程中之所以在溫度降為280℃后才開始采用水冷方式進行快速冷卻，是因為鋼帶在300℃以下，性能基本不發生變化，故通過此種冷卻方式可縮短出爐時間，提高生產效率。需要說明的是：該過程中仍需充入保護氣體，此時保護氣體充當冷卻介質，使鋼帶逐漸冷卻，因為鋼帶的冷卻不能經歷驟然降溫過程，冷卻速度過快反而可能導致鋼帶出現硬度增加，塑性與韌性降低的現象，進而不能獲得組織更加均勻的彈簧鋼帶。故在本發明中，技術人員為保證鋼帶的冷卻效果，將保護氣體的流量由加熱保溫階段的10m3/h再次調整為1.5m3/h。
步驟五、軋制。
同步驟二，不同的是：本步驟采用四輥可逆冷軋機進行5道次軋制，將經步驟四退火后的半成品軋制成厚度為1.4mm的鋼帶，每道次的壓下量分別為0.4mm、0.3mm、0.3mm 、0.3mm和0.1mm，本發明通過具體的軋制道次：5道次以及每道次的壓下量分別為0.4mm、0.3mm、0.3mm 、0.3mm和0.1mm來減少軋制過程中位錯的產生，故軋制過程中采取多道次軋制變形方案可避免鋼帶出現硬度增加，塑性與韌性降低的現象，為獲得較長的晶粒提供了可能，同時，該道次分配量可防止軋制過程中鋼帶出現翻邊、波浪等情形。需要注意的是：鋼帶在冷軋時有加工硬化現象，故每道次的壓下量逐漸減小。
該四輥可逆冷軋機中前4道次的軋輥表面粗糙度為0.1um，后1道次的軋輥采用數控軋輥磨床對軋輥表面進行精磨，使得軋輥表面粗糙度為0.08um，再投入軋機對鋼帶進行軋制，通過軋輥表面直接接觸鋼帶，對鋼帶的表面進行研磨，避免了在清洗工序采用刷輥研磨造成研磨不均勻和產生刷痕的現象，而精磨后的軋輥表面對鋼帶進行研磨，能更好地控制鋼帶表面質量，減少表面刷痕的產生，最終能夠獲得表面質量良好的彈簧鋼帶。
步驟六、分條。需要說明的是：分條是指對鋼帶寬度的兩邊進行裁剪，以獲得寬度為165mm的鋼帶。
步驟七、采用罩式爐進行第二次退火。
同步驟四，不同的是第二次退火過程為：先升溫至450℃保溫2小時，再以每小時35℃升溫至550℃保溫3 小時，再以每小時30℃升溫至720℃保溫15 小時，緊接著加熱罩停止加熱，待爐內溫度降到600度，冷卻時間為10-16小時，再將加熱罩撐高50cm自然冷卻至550℃，冷卻時間為5-8小時，最后風冷至250℃后水冷，80℃出爐。需要說明的是：步驟四是一次退火，屬于半成品，為了縮短出爐時間，可在300℃以下較高溫度時進行水冷，而本步驟是二次退火，屬于成品，對退后質量要求高，所以水冷溫度要較前者低。
步驟八、成品檢驗。
采用上述工藝步驟制備的彈簧鋼帶，該彈簧鋼帶規格為1.4*165 mm，成品厚度偏差為負0.05mm，寬度偏差為負0. 2mm，強度為490-530 Mpa，硬度為HV 145-155，延伸率大于29%，由彈簧鋼帶達到的各技術指標可看出，采用本發明技術方案制備的彈簧鋼帶，其厚度公差和寬度公差波動小，使彈簧鋼帶獲得穩定性能，且有效改善彈簧鋼帶的強度、硬度和延伸率，進而能夠滿足汽車對減震效果的需求，同時，解決了現有技術中彈簧鋼帶制備工藝的不足。
步驟九、浸油包裝。
步驟十、入庫。
以上示意性的對本發明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性。所以，如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本發明創造宗旨的情況下，不經創造性的設計出與該技術方案相似的生產方式及實施例，均應屬于本發明的保護范圍。