CN105296865A - 一种中碳含铬冷镦钢盘条的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种中碳含铬冷镦钢盘条的生产方法，成分wt％：C？0.38～0.43％、Si？0.20～0.35％、Mn？0.55～0.75％、P≤0.025％、S≤0.015％、Cr？0.80～1.0％、B？0.0010～0.0020％、Ti？0.0060～0.010％。连铸过热度≤30℃，结晶器电磁搅拌+凝固末端电磁搅拌。钢坯加热1010～1090℃，保温90～150min，通条温差≤30℃；开轧温度930～980℃，精轧入口温度880～950℃，减定径入口温度850～920℃，吐丝温度850±30℃；斯太尔摩风冷线以6～12℃/s冷速冷却到640～750℃入罩，罩内冷速0.2～1.0℃/s，出罩温度460～630℃。本发明生产的盘条具有铁素体+珠光体组织，抗拉强度760～850MPa，延伸率18～28％，面缩率60～76％，所打制10.9级强度紧固件开裂比例在5％以下。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶金工艺领域，尤其涉及一种中碳含铬冷镦钢盘条的生产方法。
背景技术
40Cr等高强度冷镦钢主要用于生产10.9级汽车用高强度紧固件。近年来，随着国内汽车行业的迅猛发展，对40Cr等高强度冷镦钢的需求量逐年增加。我国生产紧固件用线材的钢企较多，但生产产品质量参差不平，且多以中低端产品为主，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。
40Cr等高强度冷镦钢盘条在制造紧固件过程中，开裂比率较高，一般在10％以上；而且存在着调质后强度不够等问题。
发明内容
本发明旨在提供一种可获得铁素体+珠光体组织，且成分均匀，强度和塑性匹配相当，开裂率低的中碳含铬合金冷镦钢盘条的生产方法。
为此，本发明采取的技术解决方案是：
一种中碳含铬冷镦钢盘条的生产方法，其化学成分wt％为：
C0.38～0.43％、Si0.20～0.35％、Mn0.55～0.75％、P≤0.025％、S≤0.015％、Cr0.80～1.0％、B0.0010～0.0020％、Ti0.0060～0.010％，余为Fe和残余元素。
C：C是钢中固溶强化作用最明显的元素，随C含量增加，钢的强度、硬度上升，塑性、韧性下降，对于铁素体和珠光体组织的冷镦钢，C选择0.38～0.43％。
Si：Si是铁素体固溶强化元素，但Si含量过高，不利于冷加工塑性变形，故Si的范围为0.20～0.35％。
Mn：Mn起固溶强化和细晶强化的作用，并推迟珠光体和铁素体转变，提高钢的强度和加工硬化性能。故Mn的范围为0.55～0.75％。
P易引起钢的冷脆，S在钢中易生成MnS，引起热脆，故P、S含量越少越好。
Cr：Cr能提高钢的强韧性，并提高耐大气腐蚀能力，具有较好的冷镦成型性能，故Cr的成分范围为0.80～1.0％。
Ti：Ti是强固氮元素，以形成TiN来消除钢中自由氮，使后加入的硼可以以自由硼存在，故Ti的范围选择0.0060～0.010％。
B：B可大幅度提高淬透性，钢中硼以自由硼形式存在时，可在淬火时偏聚于奥氏体晶界，抵制铁素体形核，提高钢的淬透性，B的范围为0.0010～0.0020％。
连铸：断面尺寸为(250－350)×(350－450)mm的大方坯，过热度不大于30℃，结晶器电磁搅拌+凝固末端电磁搅拌，结晶器电磁搅拌电流强度为400－500A，凝固末端电磁搅拌电流强度为400－600A，改善连铸坯内部偏析、缩孔、疏松、非金属夹杂物等缺陷，提高铸坯的质量和合格率。
钢坯加热：加热温度1010～1090℃，保温90～150min，通条温差≤30℃；
轧制：控制开轧温度为930～980℃，精轧入口温度为880～950℃，减定径入口温度850～920℃，吐丝温度850±30℃；
控制冷却：以6～12℃/s冷速冷却到640～750℃入罩，保温罩全部关闭，罩内冷速为0.2～1.0℃/s，出罩温度为460～630℃，冷床空冷。
本发明的有益效果为：
本发明方法生产的中碳含铬冷镦钢盘条具有铁素体+珠光体组织，抗拉强度为760～850MPa，延伸率为18～28％，面缩率为60～76％，强度和硬度适中，塑性好，有利于冷镦变形。采用本方法生产的冷镦钢盘条，在打制10.9级强度紧固件过程中，紧固件的开裂比例由10％降低到5％以下，大大提高了紧固件产品的合格率。
附图说明
图1是中碳含铬冷镦钢盘条放大200倍金相组织照片；
图2是中碳含铬冷镦钢盘条放大500倍金相组织照片。
具体实施方式
实施例1：
依据中碳含铬冷镦钢技术方案成分设计进行冶炼，然后浇注成断面尺寸为280×380mm的大方坯，过热度26℃，结晶器电磁搅拌电流强度为400A，凝固末端电磁搅拌电流强度为500A。将280×380mm的大方坯加热并轧制成断面为155×155mm尺寸的钢坯，而后钢坯进行探伤，对表面缺陷位置进行修磨。
经过上述工艺后，得到合格的钢坯。使用合格的钢坯在高速线材轧机上轧制盘条，轧制工艺如下：将钢坯加热到1020℃，保温110分钟，通条温差26℃；控制开轧温度为960℃，精轧入口温度为910℃，减定径入口温度890℃，吐丝温度860℃；以6℃/s冷速冷却到670℃入罩，保温罩全部关闭，罩内冷速为0.4℃/s，出罩温度为490℃，冷床空冷。
实施例2：
依据中碳含铬冷镦钢技术方案成分设计进行冶炼，然后浇注成断面尺寸为280×380mm的大方坯，过热度25℃，结晶器电磁搅拌电流强度为440A，凝固末端电磁搅拌电流强度为520A。将280×380mm的大方坯加热并轧制成断面为155×155mm尺寸的钢坯，而后钢坯进行探伤，对表面缺陷位置进行修磨。
经过上述工艺后，得到合格的钢坯。使用合格的钢坯在高速线材轧机上轧制盘条，轧制工艺如下：将钢坯加热到1030℃，保温120分钟，通条温差24℃；控制开轧温度为970℃，精轧入口温度为920℃，减定径入口温度880℃，吐丝温度870℃；以7℃/s冷速冷却到680℃入罩，保温罩全部关闭，罩内冷速为0.4℃/s，出罩温度为520℃，冷床空冷。
实施例3：
依据中碳含铬冷镦钢技术方案成分设计进行冶炼，然后浇注成断面尺寸为280×380mm的大方坯，过热度28℃，结晶器电磁搅拌电流强度为440A，凝固末端电磁搅拌电流强度为540A。将280×380mm的大方坯加热并轧制成断面为155×155mm尺寸的钢坯，而后钢坯进行探伤，对表面缺陷位置进行修磨。
经过上述工艺后，得到合格的钢坯。使用合格的钢坯在高速线材轧机上轧制盘条，轧制工艺如下：将钢坯加热到1000℃，保温100分钟，通条温差26℃；控制开轧温度为945℃，精轧入口温度为900℃，减定径入口温度880℃，吐丝温度850℃；以8℃/s冷速冷却到680℃入罩，保温罩全部关闭，罩内冷速为0.4℃/s，出罩温度为520℃，冷床空冷。
实施例1、2、3中碳含铬冷镦钢化学成分见表1。
表1实施例化学成份wt％含量表
| 化学成分 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | Cu | B | Ti |
| 实施例1 | 0.40 | 0.27 | 0.59 | 0.020 | 0.008 | 0.90 | 0.12 | 0.11 | 0.0018 | 0.0093 |
| 实施例2 | 0.39 | 0.28 | 0.61 | 0.018 | 0.009 | 0.93 | 0.14 | 0.10 | 0.0016 | 0.0095 |
| 实施例3 | 0.40 | 0.26 | 0.57 | 0.017 | 0.008 | 0.91 | 0.11 | 0.13 | 0.0019 | 0.0089 |
注：钢中残余Ni、Cu的质量分数均不大于0.15％。
表2对比例化学成份wt％含量表
| 化学成分 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | Cu | Mo | Alt |
| 对比例 | 0.40 | 0.24 | 0.64 | 0.014 | 0.006 | 0.98 | 0.05 | 0.07 | 0.22 | 0.025 |
实施例及对比例力学性能指标见表3。中碳含铬冷镦钢盘条金相组织见图1、2。
表3实施例及对比例中碳含铬冷镦钢盘条的力学性能指标
利用实施例1、2、3生产的中碳含铬冷镦钢盘条，经用户冷镦生产紧固件，获得95％以上的产品合格率，即冷镦开裂比例小于5％。
Claims (1)
1.一种中碳含铬冷镦钢盘条的生产方法，其特征在于，其化学成分wt％为：C0.38～0.43％、Si0.20～0.35％、Mn0.55～0.75％、P≤0.025％、S≤0.015％、Cr0.80～1.0％、B0.0010～0.0020％、Ti0.0060～0.010％，余为Fe和残余元素；
连铸：断面尺寸为(250－350)×(350－450)mm的大方坯，过热度不大于30℃，结晶器电磁搅拌+凝固末端电磁搅拌，结晶器电磁搅拌电流强度为400－500A，凝固末端电磁搅拌电流强度为400－600A；
钢坯加热：加热温度1010～1090℃，保温90～150min，通条温差≤30℃；
轧制：控制开轧温度为930～980℃，精轧入口温度为880～950℃，减定径入口温度850～920℃，吐丝温度850±30℃；
控制冷却：以6～12℃/s冷速冷却到640～750℃入罩，保温罩全部关闭，罩内冷速为0.2～1.0℃/s，出罩温度为460～630℃，冷床空冷。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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