CN102808131A - 一种组织性能均匀的优质高强冷镦钢的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组织性能均匀的优质高强冷镦钢的制造方法。冷镦钢的化学成分按重量百分比为，C：0.30～0.50%，Mn：0.45～0.90%，Si：0.05～0.40%，Cr：0.70～1.50%，Mo：0.03～0.50%，Alt:0.015～0.040%，其余为Fe及不可避免的杂质。轧制工艺：加热后钢坯出炉温度910～1160℃，精轧终轧温度：800～900℃，吐丝温度：780～870℃；斯太尔摩风冷线控冷工艺：以大于5℃/s冷速冷却至520～720℃后入罩，罩内冷速为0.2～0.8℃/s。本发明通过对控轧控冷工艺的合理设定及优化，得到理想的组织，冷顶锻100%合格，有效降低冷镦钢冷镦开裂问题，提高标准件成品的合格率，同时大幅提高经济效益。

Description

一种组织性能均匀的优质高强冷镦钢的制造方法

技术领域

本发明涉及一种中碳冷镦钢线材生产，具体的说是一种组织性能均匀的优质高强冷镦钢的制造方法。

背景技术

根据我国汽车工业协会预测，基于“十二五”期间整车发展速度远快于汽车紧固件的发展，今后几年将是汽车紧固件的高速发展期。国外进口材料具有淬透性好、纯净度高和装配稳定等诸多优点，因而高级别的紧固件市场长期被国外产品占据。

我国生产紧固件用线材的钢企较多，其产品质量参差不平，且多以中低端产品为主。产品质量上，铁素体加珠光体为主要组织的线材生产，搭接点和非搭接点在冷却过程存在冷速不均匀的情况。非搭接点处冷速较快，得到晶粒粗大的铁素体组织，且组织不均匀，可导致冷镦性能的降低。搭接点位置由于冷速较慢，出罩温度较高相变尚未结束，在后续的集卷空冷中，发生进一步的相变最终产生贝氏体加少量铁素体和珠光体组织。这样造成盘条组织、性能不均匀，这给下游客户的加工使用带来了很大的不便，易造成冷镦加工开裂及加工率低等问题。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种组织性能均匀的优质高强冷镦钢的制造方法。该方法通过合理的冷镦钢线材控制轧制与控制冷却工艺，充分利用终轧阶段奥氏体晶粒的再结晶，细化原始奥氏体晶粒，同时优化斯太尔摩风冷线工艺，得到以贝氏体为主的组织性能均匀的原始盘条，在后续热处理中得到了均匀的球化退火组织，有效减少冷镦钢加工的开裂问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种组织性能均匀的优质高强冷镦钢的制造方法，工艺路线为：电炉冶炼→精炼→连铸→钢坯抛丸、修磨→铸坯加热→除鳞→粗轧→中轧→精轧→吐丝→斯太尔摩风冷线→集卷→入库，得到组织性能均匀的优质高强冷镦钢；具体如下：

冷镦钢化学成分按重量百分比为：C：0.30～0.50%，Mn：0.45～0.90%，Si：0.05～0.40%，Cr：0.70～1. 50%，Mo：0.03～0.50%，Alt:0.015～0.040%，其余为Fe及不可避免的杂质；

轧制工艺：铸坯加热后钢坯出炉温度910～1160℃，精轧终轧温度：800～900℃，吐丝温度：780～870℃；

斯太尔摩风冷线控冷工艺：以5℃/s～10℃/s冷速冷却至520～700℃后入罩，罩内冷速为0.2～0.8℃/s，出罩温度为460～620℃。

本发明通过设定合理工艺参数，在入罩前快冷，避免发生铁素体及珠光体相变；然后以较低温度入罩缓冷，非搭接点和搭接点先后发生贝氏体转变，得到组织性能均匀的盘条。搭接点位置：以较慢冷速冷却，发生少量的铁素体、珠光体相变。控制出罩温度到贝氏体即将转变温度，在后续集卷空冷中，发生进一步相变最终产生以贝氏体为主加少量铁素体和珠光体的组织。中间（即非搭接点）：快冷阶段，相变过程基本越过铁素体和珠光体相变区；随后以较低温度入罩后，发生贝氏体相变；同样得到贝氏体为主加少量铁素体和珠光体的组织。尽管搭接点和非搭接点处存在较大温差，但控制罩内合理的冷速，得到以贝氏体为主加少量铁素体和珠光体的组织。这种组织性能均匀的盘条，在先球化退火再拉拔的冷镦加工过程中可以得到很好的应用。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的组织性能均匀的优质高强冷镦钢的制造方法，冷镦钢化学成分按重量百分比为：C：0.40%，Mn：0.65%，Si：0.23%，Cr：0.97%，Mo：0.23%，P：0.010%，S：0.002%，Cu：0.08%，Ni：0.04%，Alt：0.025%，其余为Fe及不可避免的杂质；

轧制工艺：铸坯加热后钢坯出炉温度1050℃，精轧终轧温度：825℃，吐丝温度：820℃；

斯太尔摩风冷线控冷工艺：盘卷搭接点风冷冷速6.5℃/s,盘卷中间风冷冷速7.5℃/s,盘卷搭接点入罩温度680℃，盘卷中间入罩温度650℃，盘卷搭接点罩内冷速0.35℃/s，盘卷中间罩内冷速0.83℃/s，盘卷搭接点出罩温度600℃，盘卷中间出罩温度480℃；

所制得的冷镦钢力学性能为：抗拉强度：970Mpa，延伸率：16%，断面收缩率：50%，维氏硬度：306Hv。

前述的组织性能均匀的优质高强冷镦钢的制造方法，冷镦钢化学成分按重量百分比为：C：0.40%，Mn：0.64%，Si：0.24%，Cr：0.98%，Mo：0.22%，P：0.014%，S：0.003%，Cu：0.07%，Ni：0.05%，Alt:0.027%，其余为Fe及不可避免的杂质；

轧制工艺：铸坯加热后钢坯出炉温度1060℃，精轧终轧温度：830℃，吐丝温度：820℃；

斯太尔摩风冷线控冷工艺：盘卷搭接点风冷冷速6.7℃/s,盘卷中间风冷冷速7.7℃/s,盘卷搭接点入罩温度675℃，盘卷中间入罩温度640℃，盘卷搭接点罩内冷速0.36℃/s，盘卷中间罩内冷速0.81℃/s，盘卷搭接点出罩温度595℃，盘卷中间出罩温度485℃；

所制得的冷镦钢力学性能为：抗拉强度：983Mpa，延伸率：15%，断面收缩率：49%，维氏硬度：298Hv。

前述的组织性能均匀的优质高强冷镦钢的制造方法，冷镦钢规格为Φ5.5～26mm。

本发明的有益效果是：本发明通过对现行控轧控冷工艺进行合理设定，充分发挥了控轧控冷工艺在组织控制方面的作用，控制出理想的组织性能均匀的盘条，1/3冷顶锻100%合格，大幅降低冷镦钢冷镦开裂问题，提高标准件成品的合格率，提高经济效益。

附图说明

图1为本发明实施例1盘条搭接点位置的显微组织照片。

图2为本发明实施例1盘条非搭接点处的显微组织照片。

具体实施方式

一种组织性能均匀的优质高强冷镦钢的制造方法，采取控制钢坯成分以及根据不同规格采用不同控轧控冷工艺来生产组织性能均匀的冷镦钢，主要的生产工艺路线为：电炉冶炼→精炼→连铸→钢坯抛丸、修磨→铸坯加热→除鳞→粗轧→中轧→精轧→吐丝→斯太尔摩风冷线→集卷→捆扎标示→检验→入库。冷镦钢线材规格Φ5.5～26mm。

实施例1

采用坯料断面为150×150mm方坯，成品规格为Φ9mm，成分如表1所示，钢坯出炉温度为1050℃，吐丝温度为820℃，轧制工艺和斯太尔摩风冷线控冷工艺如表2所示，力学性能如表3所示。

实施例2

采用坯料断面为150×150mm方坯，成品规格为Φ12mm，成分如表1所示，钢坯出炉温度为1060℃，吐丝温度为820℃，轧制工艺和斯太尔摩风冷线控冷工艺如表2所示，表2中“中间”即“非搭接点”。力学性能如表3所示。

 

表1 化学成分（wt，%）

成分	C	Mn	Si	Cr	P	S	Cu	Ni	Mo	Alt
											实施例1	0.40	0.65	0.23	0.97	0.010	0.002	0.08	0.04	0.23	0.025
实施例2	0.40	0.64	0.24	0.98	0.014	0.003	0.07	0.05	0.22	0.027

表1中除表中所列成分外，其余为Fe和微量杂质元素。

表2 控轧控冷工艺

表3 力学性能

	抗拉强度MPa	延伸率%	断面收缩率%	维氏硬度Hv	1/3冷顶锻合格率
						实施例1	970	16	50	306	100%合格
实施例2	983	15	49	298	100%合格

图1是实施例1盘条搭接点位置的显微组织照片，图2是实施例1盘条非搭接点处的显微组织照片，由图1和图2可见搭接点和非搭接点组织相同、性能均匀。

Claims (7)

1.一种组织性能均匀的优质高强冷镦钢的制造方法，其特征在于该制造方法的工艺路线为：电炉冶炼、精炼、连铸、钢坯抛丸修磨、铸坯加热、除鳞、粗轧、中轧、精轧、吐丝、斯太尔摩风冷线、集卷、入库，得到组织性能均匀的优质高强冷镦钢；具体如下：

冷镦钢化学成分按重量百分比为：C：0.30～0.50%，Mn：0.45～0.90%，Si：0.05～0.40%，Cr：0.70～1. 50%，Mo：0.03～0.50%，Alt:0.015～0.040%，其余为Fe及不可避免的杂质；

轧制工艺：铸坯加热后钢坯出炉温度910～1160℃，精轧终轧温度：800～900℃，吐丝温度：780～870℃；

斯太尔摩风冷线控冷工艺：以5℃/s～10℃/s冷速冷却至520～700℃后入罩，罩内冷速为0.2～0.8℃/s，出罩温度为460～620℃。

2.根据权利要求1所述的组织性能均匀的优质高强冷镦钢的制造方法，其特征在于：所述冷镦钢化学成分按重量百分比为：C：0.40%，Mn：0.65%，Si：0.23%，Cr：0.97%，Mo：0.23%，P：0.010%，S：0.002%，Cu：0.08%，Ni：0.04%，Alt：0.025%，其余为Fe及不可避免的杂质。

3.根据权利要求1所述的组织性能均匀的优质高强冷镦钢的制造方法，其特征在于：轧制工艺中，铸坯加热后钢坯出炉温度1050℃，精轧终轧温度825℃，吐丝温度：820℃。

4.根据权利要求1所述的组织性能均匀的优质高强冷镦钢的制造方法，其特征在于：斯太尔摩风冷线控冷工艺中，盘卷搭接点风冷冷速6.5℃/s,盘卷中间风冷冷速7.5℃/s,盘卷搭接点入罩温度680℃，盘卷中间入罩温度650℃，盘卷搭接点罩内冷速0.35℃/s，盘卷中间罩内冷速0.83℃/s，盘卷搭接点出罩温度600℃，盘卷中间出罩温度480℃。

5.根据权利要求1所述的组织性能均匀的优质高强冷镦钢的制造方法，其特征在于：所制得的组织性能均匀的优质高强冷镦钢的力学性能为：抗拉强度：970Mpa，延伸率：16%，断面收缩率：50%，维氏硬度：306Hv。

6.根据权利要求1所述的组织性能均匀的优质高强冷镦钢的制造方法，其特征在于：所述冷镦钢化学成分按重量百分比为：C：0.40%，Mn：0.64%，Si：0.24%，Cr：0.98%，Mo：0.22%，P：0.014%，S：0.003%，Cu：0.07%，Ni：0.05%，Alt:0.027%，其余为Fe及不可避免的杂质；

轧制工艺：铸坯加热后钢坯出炉温度1060℃，精轧终轧温度：830℃，吐丝温度：820℃；

斯太尔摩风冷线控冷工艺：盘卷搭接点风冷冷速6.7℃/s,盘卷中间风冷冷速7.7℃/s,盘卷搭接点入罩温度675℃，盘卷中间入罩温度640℃，盘卷搭接点罩内冷速0.36℃/s，盘卷中间罩内冷速0.81℃/s，盘卷搭接点出罩温度595℃，盘卷中间出罩温度485℃；

所制得的冷镦钢力学性能为：抗拉强度：983Mpa，延伸率：15%，断面收缩率：49%，维氏硬度：298Hv。

7.根据权利要求1所述的组织性能均匀的优质高强冷镦钢的制造方法，其特征在于：所述冷镦钢规格为Φ5.5～26mm。

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