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基于节能降耗的非调质钢球销类紧固件工艺及发展前景

杨迪宇
  
大通媒体号
2024年74期
宁波敏达汽车科技股份有限公司 浙江省宁波市 315806

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摘要:结合国内外的发展趋势,节能降耗,降成本,性能优良,绿色环保等理念广泛应用。在经济全球化与环保先行的引领下,紧固件是串连整个汽车生态系统的关键。一种非调质钢紧固件是指省略(或不需)调质处理(淬火+高温回火)能满足调质钢紧固件机械性能及使用寿命的一种合金(或中碳合金)钢紧固件。它是在中碳钢或中碳锰钢的基础上加入少量(0.08-0.15%)的V或Ni等合金元素而构成的一种合金钢[4]。在经冷镦成型硬化后使非调质钢紧固件的强度、韧性、耐疲劳等机械性能,达到国标9.8级性能等级产品的技术标准要求。

关键词:非调质钢;紧固件;节能环保;产品应用

引言:在节能降耗、绿色环保引领之下对汽车用紧固件的技术升级、即时交付、成本控制提出了较高的要求。如何更好地应用非调质钢生产紧固件,提升交付效率、质量和成本、能源的控制,成为了行业关注的焦点,这也促使我们对其应用进行深入研究。

1.非调质钢球销类紧固件的工艺设计

1.1非调质钢球销类紧固件的制造工艺

在选定的材料所述的非调质钢采用的30MnVS6材料与所述的调质钢42CrMo进行对比工艺流程、产品性能、加工周期等。

非调质钢产品工艺流:材料皂化→精拉拔→冷镦→磁粉探伤→机加工:平头+割槽+滚丝(自动化线体)→全检→包装→出货。

调质钢产品工艺流:材料球化→皂化→粗拉拔→球化→皂化→精拉拔→冷镦→调质(淬火+高温回火)→磁粉探伤→机加工:车削杆部外圆→机加工:平头+割槽+滚丝(自动化线体)→全检→包装→出货。

根据非调质钢与调质钢材料生产的产品的工艺流对比,显然调质钢产品所使用的能耗大幅增加、生产工序的增加对交付周期大幅增加、质量控制的难点增加、综合成本无法满足日新月异的汽车工业发展。

1.2非调质钢球销类紧固件的性能对比

经非调质钢采用的30MnVS6材料与调质钢42CrMo材料生产的球销类拉杆产品,经测试性能均满足GB/T3098.1国标标准要求[3]。而30MnVS6材料生产的产品显然是工艺流较短,能耗的使用少,成本、交付、质量等都得到很大的提升。

2.非调质钢的应用和发展方向

2.1应用

2.2.1汽车行业

汽车作为一种交通工具应用最为广泛,尤其是新能源汽车的快速发展,汽车零部件的集成化提高,超长紧固件的使用越来越多,为规避热处理变形与开裂,拉动了非调质钢的应用范围。

2.2.2工程机械行业

在使用到齿板、冲击锤、衬板、护钩、护甲 等机械构件的冶金、电力、矿山、化工和建材等行业,仅中国一年的消耗量就达到100万吨以上。在工件磨损方面,我国每年经济损失高达约400亿元。在 以上这些领域,由于此类工具都承受着较大的冲击力,

2.2.3海洋领域

超低碳贝氏体非调质钢具有较好的低温焊接性 能和高的强韧性配合,常应用在海洋设备、舰艇和 运输船上。超低碳贝氏体非调质钢在海洋领域的应用,美国和日本走在世界前列。20世纪,宝钢和武钢已经开发出了该钢种的Cu2Nb2BT系和Mn2Nb2B 系非调质钢开发了此类型的不同型号的钢种。

2.2.4民用行业

非调质钢最常见同时用量最多的要数铁路行业。采用贝氏体非调质钢所生产的火车车轮比用常 见钢种CL60的强度提高13%,塑性变形能力提高23%,冲击韧度也提高近3倍,因此大大提高了车轮的抗剥离性能。

2.2非调质钢的展望

随着产品系列的不断完善,其应用范围也在不断扩大,现已大规模地应用于机械制造业。随着研究的不断深入和应用范围的扩大,现如今非调质钢在以下几个方向仍有待深入研究和发展。 (1)成分的优化设计:通过调整C、Mn、Ti、 Mo、V等元素含量,开发出成本更低、性能更为优良的非调质钢。在性能优越的前提下,如果增加非调质钢的成本优势才更能抢占市场份额。 (2)开发复相组织:现在贝氏体型、铁素体.珠 光体型和马氏体型和马氏体型非调质钢相继得到开发和应用其中铁素体.贝氏体型和铁素体.马氏体型组织的非调质钢因其成本低、性能优良正在被一些公司开发[5]。 (3)变革生产工艺:主要包括纯净钢的冶炼技术、硫化物细化和均匀分布技术、精炼技术、控轧 控冷技术、铸坯成分偏析控制技术和晶内铁素体控 制技术等 (4)采取措施使得非调质钢质量得以保证,开发具有良好强韧性配合的非调质钢,使其的应用领域更加广阔,扩大非调质钢在桥梁、建筑和石油化工等行业的应用范围。

结语:

在新能源汽车工业化的浪潮下,非调质钢在汽车紧固件市场上的应用越来越广泛,涉及车身、底盘、发动机、电池包等领域。克服当前存在的问题。有助于提升节能降耗,改善机械制造工业,增强我国汽车产业在全球的竞争力,推动整个汽车业向更高层次发展。

参考文献

[1]刘石虹,王新华,戴观文,等,高洁净度汽车用非调质钢中非金属夹杂物研究、钢铁,2008,43(5):35-39.

[2]陈蕴博,马炜,金康,强韧微合金非调质钢的研究动向,机械工程材料,2001,25(3):1-6.[3]GBT 3098.22-2009紧固件机械性能细晶非调质钢螺栓、螺钉和螺柱

[4]BTDCO32-2015宝钢特钢有限公司汽车长球销用 30MnVS6MOD 盘条技术协议

[5]解振林,非调质钢的研究、应用及其最新进展.河北理工学院学报,2002,24(2):36-41.

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