汽车稳定杆用弹簧钢55Cr3棒材锯切端部组织改善研究论文_宋建成,张艳军

宋建成 张艳军

中天钢铁集团有限公司 江苏常州 213100

摘要：针对中天钢铁生产汽车稳定杆用弹簧钢55Cr3棒材锯切端部存在马氏体异常组织，并因此导致客户在对原材料扒皮时出现刀具异常损坏的问题。本文结合生产实际，通过对材料组织的检查以及对锯切工序的分析，提出提高锯切效率可有效减少锯切时产生的热量，进而减少锯切端部的马氏体硬化层深度，再通过增加一道轻微的倒角工序，可进一步消除棒材端部角部处的马氏体层。

关键词：汽车稳定杆；55Cr3；马氏体；锯切效率

55Cr3是中天钢铁近年新开发的钢种，主要用于制作汽车稳定杆，稳定杆是汽车悬架系统中的重要安全元件，对钢材的纯净度、组织、硬度等有很高的要求[1-2]。客户对原材料进行加工时，先对圆钢表面进行银亮工艺扒皮处理，扒皮过程中客户反馈刀具时常会异常损坏，既影响加工节奏，也增加了加工成本。通过文献查阅，并未见国内同行业其他钢厂对此类问题的研究分析，为解决该问题，本文对异常原因进行了分析，通过优化轧制工序工艺，有效地解决了钢材扒皮困难的问题。

1.样品分析

从客户处取回加工过程异常的原材料（规格为Φ25mm），宏观上看材料表面并未见擦伤、磕碰等明显外力撞击造成的表面缺陷，正常位置处取样进行金相组织分析与硬度检测，也未发现异常，如图1和表1所示。

图1 55Cr3棒材金相组织形貌

Fig.1 Metallographic of 55Cr3 bar

表1 55Cr3棒材金相组织及硬度

通过在客户加工现场跟踪，发现刀具损坏时的位置往往是在车削钢材定尺的端部，对钢材端部取样品分析，发现端部金相有马氏体组织存在，如图2所示，由于马氏体硬度高，在车削过程中与刀具“硬碰硬”，造成刀具异常损坏[3]。

图2 钢材端部金相组织

Fig.2 Metallographic of 55Cr3 bar end

2.研究材料及生产工艺流程分析

本文研究对象为棒材厂生产的55Cr3棒材，化学成分如表2所示。

表2 55Cr3钢化学成分/wt.%

图3 生产工艺流程图

Fig.3 Process of flowsheet

结合上述分析可以肯定造成定尺端面组织、硬度异常的是发生在锯切工序，锯切过程中由于摩擦产热，钢材端部在短时间内积聚大量热量，将端部钢材迅速加热至55Cr3奥氏体相变温度（TA=780-820℃）[4]，55Cr3生产规格多集中在16mm-25mm之间，由于规格小、散失热量快，钢材在锯切完成后又在短时间内冷却至Ms点（280-310℃）以下，导致钢材端部出现非平衡组织马氏体[5]。

3.锯切端部组织改善试验

理论上，锯切时间越长，产生的热量就越多、越容易将钢材重新加热奥氏体化，且热量渗透的距离越长。若能在锯切过程中对锯片及材料进行有效地介质冷却或减少锯切时间，将会降低锯切热量对钢材组织性能的影响。不同于金属锯片，砂轮锯片若使用水介质进行冷却将严重影响锯片的使用寿命，“爆锯片”的风险增加，该方案不可行。综合考虑设备情况及锯片材质情况，减少锯切时间、提高锯切效率（单位时间锯切面积）的方案可进行分组试验，具体试验方案及不同试验方案对应的马氏体层深度分别如表3、图4所示。

表3 试验方案及检测结果

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论文作者:宋建成,张艳军

论文发表刊物:《防护工程》2019年19期

论文发表时间:2020/2/27

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