高强度汽车桥壳钢板的材料与桥壳制造方法

摘要

本发明公开了高强度汽车桥壳钢板的材料与桥壳制造方法；桥壳由以下成分的热连轧钢板经过冲焊构成，热连轧钢板的化学成分按重量百分数为：C：0.10～0.20%，Si：0.20～0.60%，Mn：1.00～1.70%，P≤0.025%，S≤0.010%，Ti≤0.05%，V≤0.20%，Nb≤0.10%，Cr≤0.30%，Ni≤0.80%，Cu≤0.55%，Alt：0.020～0.065%，Nb+V+Ti≤0.22%，余量为Fe及不可避免的杂质；具有材料强度高、冲压成形性好并具有良好的焊接性能，桥壳钢板材料热压成形后，通过调整焊接工艺参数、焊接材料以及工艺流程，解决了桥壳总成在经过压型、焊接、机加工后的变形问题，桥壳性能可靠、稳定，疲劳寿命高。

权利要求

1.一种高强度汽车桥壳钢板的材料，其特征是，所述高强度汽车桥壳钢板的材料的化学成分按重量百分数为：C：0.10～0.20%，Si：0.20～0.60%，Mn：1.00～1.70%，P≤0.025%，S≤0.010%，Ti≤0.05%，V≤0.20%，Nb≤0.10%，Cr≤0.30%，Ni≤0.80%，Cu≤0.55%，Alt：0.020～0.065%，Nb+V+Ti≤0.22%，余量为Fe及不可避免的杂质。

2.如权利要求1所述的一种高强度汽车桥壳钢板的材料，其特征是，所述高强度汽车桥壳钢板的材料的化学成分按重量百分数为：C：0.12～0.18%，Si：0.25～0.50%，Mn：

1.25～1.60%，P≤0.025%，S≤0.010%，Ti≤0.05%，V≤0.20%，Nb≤0.10%，Cr≤0.30%，Ni≤0.80%，Cu≤0.55%，Alt：0.020～0.060%，Nb+V+Ti≤0.22%，余量为Fe及不可避免的杂质。

3.如权利要求1所述的一种高强度汽车桥壳钢板的材料，其特征是，所述高强度汽车桥壳钢板的材料的化学成分按重量百分数为：C0.16%，Si0.39%，Mn1.53%，P0.015%，S0.003%，Ti0.026%，V0.026%，Nb0.059%，Cr0.08%，Ni0.05%，Cu0.02%，Alt0.029%。

4.利用权利要求1至3任意一项所述的桥壳钢板的材料的桥壳制造方法，其特征是，包括以下步骤：

1）钢板切割：将上述成分的热连轧钢板进行切割；

2）钢板加热：采用中频感应加热炉加热并保温；

3）钢板热压成形：在压力机上进行热压；

4）钢板整型：在压力机上进行整型、保压，热压成桥半壳；

5）桥半壳冷却：桥半壳在冷却机内冷却；

6）桥半壳抛丸处理：冷却后对桥半壳进行抛丸，去除表面氧化皮；

7）桥半壳焊接：对桥半壳进行焊接；

8）桥壳总成焊接；

9）桥壳总成机加工；

10）桥壳总成上推力杆座与板簧座焊接。

5.如权利要求4所述的桥壳制造方法，其特征是，所述步骤7）、8）焊接采用的工艺流程为：点加强环→焊加强环→割豁口。

6.如权利要求4所述的桥壳制造方法，其特征是，所述热连轧钢板力学性能为：RP0.2≥460MPa，Rm：550～720MPa，A5≥17%。

说明书

高强度汽车桥壳钢板的材料与桥壳制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车桥壳技术领域，尤其涉及一种高强度汽车桥壳钢板的材料与桥壳制造方法。

背景技术

[0002] 减重节能是目前汽车发展的主题之一，降低一定的重量，载重汽车就可以多载重相应重量的货物，也可以减少制造单车所需的原材料消耗。在国家鼓励减重节能的环境下，充分挖掘汽车零部件的减重和轻量化潜力，是汽车行业材料技术人员面临的长期课题。车桥是整个汽车行驶系统的主要构件之一，支撑车架及车架上的各总成重量，保护传动系统中的各部件。其中桥壳是车桥的关键部件之一，其可靠性是车桥甚至车辆可靠性的重要保证，桥壳分冲焊桥壳与铸造桥壳两种，随着车桥制造技术的发展和汽车减重节能的需要，高强度热连轧钢板制作冲焊桥壳将是未来汽车桥壳发展的方向。重型汽车驱动桥壳体的结构特点和使用要求，决定了所用材料要求强度高、冲压成形性好并具有良好的焊接性能。

[0003] 目 前国 际 上 桥 壳 专用 钢 有 日 本 的SAPH440、SHP45、GW3300等，德 国TL-VW1114TiTL-VW1128等牌号。这些桥壳专用钢板的缺陷是屈服强度较低，其屈服强度级别均小于460MPa。

[0004] 目前国内重型汽车冲焊桥壳基本采用C≤0.20、Si≤0.50、Mn≤1.60、P≤0.030、S≤0.030，屈服强度为≥Q345MPa的普通热轧钢板或20A钢板热冲压成形，钢板厚度达16毫米，存在的问题是屈服强度低、钢板厚，致使桥壳总成的重量增加，增加了桥总成的自重。

发明内容

[0005] 本发明的目的就是为了解决现有技术存在的上述问题；提供一种高强度汽车桥壳钢板的材料；具有材料强度高、冲压成形性好并具有良好的焊接性能，桥壳钢板材料热压成形后，通过调整焊接工艺参数、焊接材料以及工艺流程，解决了桥壳总成在经过压型、焊接、机加工后的变形问题，桥壳性能可靠、稳定，疲劳寿命高。

[0006] 本发明还提供了该高强度汽车桥壳制造方法。

[0007] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种高强度汽车桥壳钢板的材料，所述汽车桥壳钢板的材料的化学成分按重量百分数为：C：0.10～0.20%，Si：0.20～0.60%，Mn：1.00～1.70%，P≤0.025%，S≤0.010%，Ti≤0.05%，V≤0.20%，Nb≤0.10%，Cr≤0.30%，Ni≤0.80%，Cu≤0.55%，Alt：0.020～0.065%，Nb+V+Ti≤0.22%，余量为Fe。

[0008] 所述汽车桥壳钢板的材料的化学成分按重量百分数为：C：0.12～0.18%，Si：0.25～0.50%，Mn：1.25～ 1.60%，P≤0.025%，S ≤0.010%，Ti≤ 0.05%，V≤ 0.20%，Nb≤0.10%，Cr≤0.30%，Ni≤0.80%，Cu≤0.55%，Alt：0.020～0.060%，Nb+V+Ti≤0.22%，余量为Fe。

[0009] 所述汽车桥壳钢板的材料的化学成分按重量百分数为：C0.16%，Si0.39%，Mn1.53%，P0.015%，S0.003%，Ti0.026%，V0.026%，Nb0.059%，Cr0.08%，Ni0.05%，Cu0.02%，Alt0.029%。

[0010] 一种高强度汽车桥壳制造方法，包括以下步骤：

[0011] 1）钢板切割：将上述成分的热连轧钢板进行切割；

[0012] 2）钢板加热：采用中频感应加热炉加热并保温；

[0013] 3）钢板热压成形：在压力机上进行热压；

[0014] 4）钢板整型：在压力机上进行整型、保压，热压成桥半壳；

[0015] 5）桥半壳冷却：桥半壳在冷却机内冷却；

[0016] 6）桥半壳抛丸处理：冷却后对桥半壳进行抛丸，去除表面氧化皮；

[0017] 7）桥半壳焊接：对桥半壳进行焊接；

[0018] 8）桥壳总成焊接；

[0019] 9）桥壳总成机加工；

[0020] 10）桥壳总成上推力杆座与板簧座焊接。

[0021] 所述步骤7）、8）焊接采用的工艺流程为：点加强环→焊加强环→割豁口，以防止焊接过程变形。

[0022] 所述热连轧钢板力学性能为：RP0.2≥460MPa，Rm：550～720MPa，A5≥17%。本发明的钢板具有强度高、冷弯性能良好、焊接性能良好的特点。

[0023] 本发明的工作原理：本发明汽车桥壳钢板的材料的化学成分按重量百分数为：C：0.10～0.20%，Si：0.20～0.60%，Mn：1.00～1.70%，P≤0.025%，S≤0.010%，Ti≤0.05%，V≤0.20%，Nb≤0.10%，Cr≤0.30%，Ni≤0.80%，Cu≤0.55%，Alt：0.020～0.065%，Nb+V+Ti≤0.22%，余量为Fe。将上述成分的热连轧钢板进行切割；由热连轧钢板经过冲焊构成。具体步骤是，通过钢板数控火焰切割下料→中频加热→热压成形→整型→半壳冷却→半壳抛丸清理→半壳焊接→桥壳总成焊接→桥壳总成机加工→桥壳总成上推力杆座与板簧座焊接步骤，形成桥壳总成。使得本发明的钢板和桥壳的材料力学性能达到了：
RP0.2≥460MPa，Rm：550～720MPa，延伸率A5≥17%，具有冷弯性能良好，材料强度提高
30%以上，可实现减重30%以上。

[0024] 本发明的有益效果：

[0025] 1.本发明桥壳钢板材料的成分和性能、使得材料力学性能达到了：RP0.2≥460MPa，Rm：550～720MPa，延伸率A5≥17%，具有冷弯性能良好，材料强度高，焊接性能良好的优点；

[0026] 2.通过制造工艺参数的选用，以及工艺流程的调整，保证了桥壳总成强度高，减轻了重量30%以上。

具体实施方式

[0027] 下面结合实施例对本发明做进一步说明。

[0028] 实施例1

[0029] 一种高强度汽车桥壳钢板的材料，所述汽车桥壳钢板的材料的化学成分按重量百分数为：C0.16%，Si0.39%，Mn1.53%，P0.015%，S0.003%，Ti0.026%，V0.026%，Nb0.059%，Cr0.08%，Ni0.05%，Cu0.02%，Alt0.029%，余量为Fe。桥壳采用的钢板厚度为14mm。

[0030] 高强度汽车桥壳制造方法，包括以下步骤：

[0031] 1）钢板切割：将上述成分的热连轧钢板进行切割；

[0032] 2）钢板加热：采用KGPS02中频感应加热炉（额定输出电压700V、最大输入电流680A、额定输出频率3000HZ、额定输出功率350KW）加热3-4分钟，加热温度在870-920℃；

[0033] 3）钢板热压成形：在1000吨压力机上进行热压，保压时间0.01s；

[0034] 4）钢板整型：接着在2500吨压力机上进行整型，保压时间3s，热压成桥半壳；

[0035] 5）桥半壳冷却：桥半壳在QL1800冷却机内冷却；

[0036] 6）桥半壳抛丸处理：冷却后在QZJ6905抛丸机对桥半壳进行抛丸，去除表面氧化皮；

[0037] 7）桥半壳焊接：对桥半壳进行焊接；

[0038] 8）桥壳总成焊接；

[0039] 9）桥壳总成机加工；

[0040] 10）桥壳总成上推力杆座与板簧座焊接。

[0041] 为防止焊接过程变形，步骤7）、8）采用的工艺流程为：点加强环→焊加强环→割豁口，焊接技术参数为：额定电流500A，额定电压39V，功率19.5KW，工作电流340-460A，电压33-37V。本发明专利涉及的高强度汽车桥壳钢板的材料的性能要求为：屈服强度RP0.2≥460Mpa，抗拉强度Rm为550～720MPa，延伸率A5≥17%，具有强度高、冷弯性能良好、焊接性能良好的特点。

[0042] 在具体实施该方法时，将钢板经数控火焰切割后，采用KGPS02中频感应加热炉加热3分钟，加热温度在880℃，在1000吨压力机上进行热压，保压时间0.01s，接着在2500吨压力机上进行整型，保压时间3s，热压成桥半壳，半壳在QL1800冷却机内冷却，冷却后在QZJ6905抛丸机对桥半壳进行抛丸，去除表面氧化皮，再进行桥半壳焊接、桥壳总成焊接、桥壳总成机加工和桥壳总成上推力杆座与板簧座焊接。为防止焊接过程变形，采用的工艺流程为：点加强环→焊加强环→割豁口。焊接技术参数为：额定电流500A，额定电压39V，功率19.5KW，工作电流420A，电压35V。

[0043] 实施例2

[0044] 一种高强度汽车桥壳钢板的材料，所述汽车桥壳钢板的材料的化学成分按重量百分数为：C：0.18%，Si：0.35%，Mn：1.46%，P：0.011%，S：0.005%，Ti：0.024%，V：0.031%，Nb：0.048%，Cr：0.04%，Ni：0.02%，Cu：0.01%，Alt：0.049%，余量为Fe。桥壳采用的钢板厚度为
14mm。

[0045] 实施例3

[0046] 一种高强度汽车桥壳钢板的材料，所述汽车桥壳钢板的材料的化学成分按重量百分数为：C：0.16%，Si：0.42%，Mn：1.48%，P：0.017%，S：0.004%，Ti：0.024%，V：0.032%，Nb：0.051%，Cr：0.09%，Ni：0.05%，Cu：0.03%，Alt：0.031%，余量为Fe。桥壳采用的钢板厚度为
14mm。

[0047] 实施例4

[0048] 一种高强度汽车桥壳钢板的材料，所述汽车桥壳钢板的材料的化学成分按重量百分数为：C：0.15%，Si：0.36%，Mn：1.51%，P：0.011%，S：0.003%，Ti：0.025%，V：0.023%，Nb：0.051%，Cr：0.05%，Ni：0.02%，Cu：0.02%，Alt：0.037%，余量为Fe。桥壳采用的钢板厚度为
14mm。