CN105525222A

CN105525222A - 一种高效节能冷镦用钢热轧盘条及其生产方法

Info

Publication number: CN105525222A
Application number: CN201610071792.0A
Authority: CN
Inventors: 陈伯瑜; 魏勇; 王明娣; 蔡常青; 严海峰; 陈正权; 陈泽平
Original assignee: Fujian Sangang Minguang Co Ltd
Current assignee: Fujian Sangang Minguang Co Ltd
Priority date: 2016-02-02
Filing date: 2016-02-02
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2036-02-02
Also published as: CN105525222B

Abstract

一种高效节能冷镦用钢热轧盘条，该冷镦钢的成分按重量百分含量包括：C含量为0.05-0.13%，Si含量为不大于0.08%，Mn含量为0.5-0.7%，P含量为不大于0.02%，S含量为不大于0.02%，Als含量为不小于0.01%，Ti含量为0.02-0.03%，B含量为0.004-0.005%，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明大幅度降低钢的碳含量，大幅降低拉拔后钢的强度，提高其塑性，同时增加了Mn的含量，改善钢的质量，降低钢的脆性，改善钢的热加工性能，锰能大部分溶于铁素体，形成置换固溶体；本发明还加入了适量的硼，在钢中形成酸性硼，进一步提高了钢的淬透性。

Description

一种高效节能冷镦用钢热轧盘条及其生产方法

技术领域

本发明涉及钢铁制造领域，具体的说是指一种高效节能冷镦用钢热轧盘条及其生产方法。

背景技术

冷镦钢线材主要用于制造螺栓、螺母、螺钉等紧固件和一些冷成形的零部件，用途十分广泛，需求量大。家电螺钉、螺丝产品技术要求如下：（1）芯部硬度（HV0.3）：270-390；（2）表面硬度（HV0.3）：≥450；（3）抗扭强度（N·m）：ST2.9：1.5，ST3.3：2.0，ST3.5：2.8，ST3.9：3.4，ST4.2：4.4，ST4.8：6.3，ST4.9：6.5，ST5.5：10。按照以上技术要求，所采用的钢种应为碳含量为0.22%左右的冷镦钢，用中碳钢盘条制备高强度螺栓时需要退火或拉拔退火，以软化材料，降低材料的硬度，减少冷镦过程中可能造成的开裂。但是，退火工序不但消耗大量能源，增加生产成本，容易造成金属损失和污染环境，而且还会导致线材表面脱碳，影响紧固件表面质量疲劳性能。

为克服以上缺点，公布号为104988409A的中国发明专利公开了免退火冷镦钢热轧盘条，其成分按重量百分比为：C0.29～0.38%、Si0.15～0.30%、Mn0.70～0.90%、P≤0.03%、S≤0.03%、Cr≤0.30%、B0.0008～0.0050%，其余为铁和残余元素。公告号为103882304A的中国发明专利则公开了一种超低硬度免退火冷镦钢生产方法，冷镦钢的成分按重量比重百分比为：C含量为0.19-0.22%，Si含量不大于0.08%，Mn含量为0.80-1.0%，P含量不大于0.015%，S含量不大于0.010%，Alt含量不大于0.025%，Ti含量为0.025-0.050%，B含量不大于0.035%，余量为Fe和不可避免杂质。以上两个专利都是通过降低Si、Cr、C、Mn的含量，以实现强度的降低与塑性的改善，但其淬透性仍然不高，导致其冷镦钢线材的使用受到限制。

发明内容

本发明提供一种高效节能冷镦用钢热轧盘条及其生产方法，以解决现有冷镦钢热轧盘条的淬透性不高，使用受到限制等缺陷。

本发明采用如下技术方案：

一种高效节能冷镦用钢热轧盘条，该冷镦钢的成分按重量百分含量包括：C含量为0.05-0.13%，Si含量为不大于0.08%，Mn含量为0.5-0.7%，P含量为不大于0.02%，S含量为不大于0.02%，Als含量为不小于0.01%，Ti含量为0.02-0.03%，B含量为0.004-0.005%，余量为Fe和不可避免的杂质。

进一步地，该冷镦钢的成分还包括以下重量百分含量的成分：V含量为0.005-0.015%，Co含量为0.005-0.01%。

优选地，该冷镦钢包括以下重量百分含量的成分：包括以下重量百分含量的成分：C含量为0.13%，Si含量为0.05%，Mn含量为0.50%，P含量为0.01%，S含量为0.02%，Als含量为0.02%，Ti含量为0.02%，B含量为0.004%，V含量为0.015%，Co含量为0.005%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明还提供一种高效节能冷镦用钢热轧盘条的生产方法，包括连铸、加热、轧制、吐丝成圈和斯太尔摩辊道冷却工序，所述加热工艺是将钢坯送入加热炉内加热至1050℃；所述轧制工序中，进精轧温度为890-950℃；所述吐丝工序中，吐丝成圈的温度控制在880-900℃；所述斯太尔摩辊道冷却工艺是控制辊道的速度为0.2-0.5m/s，冷却速度为0.5-5℃/s。

由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明大幅度降低钢的碳含量，大幅降低拉拔后钢的强度，且提高其塑性，同时增加了Mn的含量，锰有很好的脱氧能力，能把钢中的FeO还原成铁，改善钢的质量，降低钢的脆性，改善钢的热加工性能，锰能大部分溶于铁素体，形成置换固溶体；本发明还加入了适量的硼，在钢中形成酸性硼，进一步提高了钢的淬透性。

2、本发明还加入了V和Co元素，其中，V在高温时与硫、氮直接化合，起到固氮作用，防止氮与硼反应，还减轻了硫的有害作用，同时V还可提高钢在高温时的抗氧化性，改善钢的焊接性能；微量的Co可在一定程度上弥补钢的强度，提高各种紧固件表面的硬度。

3、本发明免去了中间退火工序，降低了能耗，减少了制作成本，同时节约了大量的时间，减少了制作周期，降低了工人的劳动强度。按每吨钢每小时加热到830℃，能耗为116°电，加热炉的效率按60%计，则加热1吨钢需193°电，则每吨钢加热1小时保温4小时（按加热50%计）耗能约579°电，按每度电0.5元计，合计289.5元/吨。考虑节约时间和人工劳动力，每吨钢降低成本在350元左右。

3、本发明制作的产品表面硬度比用SWRCH22A钢制作的产品表面硬度高，心部硬度基本与用SWRCH22A钢制作的产品心部硬度相当，满足要求，同时塑性很好，因为本发明冷镦用钢增加了合金元素钛、硼、铌以及钴，提高了钢的淬透性，使产品的心部完全淬成板条马氏体，而用SWRCH22A钢制作的产品心部淬火后形成的是针状马氏体，板条马氏体综合性能比针状马氏体综合性能要好很，尤其是塑性。因此，用高效节能钢制作的产品抗断裂性能较好，抗扭强度也较高。

具体实施方式

本发明一种高效节能冷镦用钢热轧盘条的具体生产方法是：产品经转炉和钢材精炼炉冶炼后，采用连铸工艺将钢水铸造成钢坯，后经加热后采用大压下控温控轧技术，将钢坯轧制成盘条。

一种高效节能冷镦用钢热轧盘条的生产方法，主要包括：连铸、加热、轧制、吐丝成圈和斯太尔摩辊道冷却。其中，冷镦用钢的成分按重量百分含量包括：C含量为0.05-0.13%，Si含量为不大于0.08%，Mn含量为0.5-0.7%，P含量为不大于0.02%，S含量为不大于0.02%，Als含量为不小于0.01%，Ti含量为0.02-0.03%，B含量为0.004-0.005%，余量为Fe和不可避免的杂质。该冷镦钢的成分还包括以下重量百分含量的成分：V含量为0.005-0.015%，Co含量为0.005-0.01%。加热工艺是将钢坯送入加热炉内加热至1050℃；轧制工序中，进精轧温度为890-950℃；吐丝工序中，吐丝成圈的温度控制在880-900℃；斯太尔摩辊道冷却工艺是控制辊道的速度为0.2-0.5m/s，冷却速度为0.5-5℃/s。

（1）斯太尔摩辊道速度：轧制φ5.5mm～φ8.5mm盘条：0.2～0.4m/s；轧制φ9mm～φ12mm盘条：0.2～0.45m/s；轧制φ12.5mm～φ17mm盘条：0.2～0.5m/s

表1高效节能钢盘条实物质量

批号	尺寸1	尺寸2	尺寸3	抗拉	伸长率	面缩率	1/4冷顶锻	1/5冷顶锻
									15453018	6.4	6.44	6.43	400	42	75	合格	合格
15453025	6.51	6.55	6.53	411	39	75	合格	合格

（2）对高效节能冷镦用钢进行加热到1050℃奥氏体化，保持3min，然后以不同的冷却速度冷却到200℃以下，然后测定钢的膨胀与温度的关系，结果如表2和表3。

表2冷却速度与相变区间

表3冷却速度对组织的影响

从表3可见，钢的组织与冷却速度有密切的关系，随着冷却速度的增加，铁素体含量不断减少。冷却速度小于5℃/s时，组织中只有铁素体和珠光体；当冷却速度大于5℃/s时贝氏体和马氏体开始出现，随着冷却速度的增加，马氏体比例越来越多。随着冷却速度的增加，铁素体的晶粒度在增加。

以下结合实施例对本发明作详细说明。

实施例一

前述一种高效节能冷镦用钢热轧盘条的生产方法，其中，冷镦用钢的成分按重量百分含量包括：C含量为0.06%，Si含量为0.05%，Mn含量为0.42%，P含量为0.01%，S含量为0.01%，Als含量为0.02%，Ti含量为0.025%，B含量为0.0045%，余量为Fe和不可避免的杂质。所述加热工艺是将钢坯送入加热炉内加热至1050℃；所述轧制工序中，进精轧温度为890-950℃；所述吐丝工序中，吐丝成圈的温度控制在880-900℃；所述斯太尔摩辊道冷却工艺是控制辊道的速度为0.2-0.5m/s，冷却速度为0.5-5℃/s。

下表为本实施例一高效节能冷镦用钢与SWRCH22A制作的产品性能比较

实施例二

前述一种高效节能冷镦用钢热轧盘条的生产方法，其中，冷镦用钢的成分按重量百分含量包括：C含量为0.13%，Si含量为0.05%，Mn含量为0.50%，P含量为0.01%，S含量为0.02%，Als含量为0.02%，Ti含量为0.02%，B含量为0.004%，V含量为0.015%，Co含量为0.005%，余量为Fe和不可避免的杂质。

下表为本实施例二高效节能冷镦用钢与SWRCH22A制作的产品性能比较

实施例三

前述一种高效节能冷镦用钢热轧盘条的生产方法，其中，冷镦用钢的成分按重量百分含量包括：C含量为0.08%，Si含量为不大于0.03%，Mn含量为0.65%，P含量为0.005%，S含量为0.008%，Als含量为0.03%，Ti含量为0.02%，B含量为0.004%，V含量为0.008%，Co含量为0.005%，余量为Fe和不可避免的杂质。

下表为本实施例三高效节能冷镦用钢与SWRCH22A制作的产品性能比较

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims

1.一种高效节能冷镦用钢热轧盘条，其特征在于，所述冷镦钢的成分按重量百分含量包括：C含量为0.05-0.13%，Si含量为不大于0.08%，Mn含量为0.5-0.7%，P含量为不大于0.02%，S含量为不大于0.02%，Als含量为不小于0.01%，Ti含量为0.02-0.03%，B含量为0.004-0.005%，余量为Fe和不可避免的杂质。

2.如权利要求1所述的一种高效节能冷镦用钢热轧盘条，其特征在于：还包括以下重量百分含量的成分：V含量为0.005-0.015%，Co含量为0.005-0.01%。

3.如权利要求2所述的一种高效节能冷镦用钢热轧盘条，其特征在于：包括以下重量百分含量的成分：C含量为0.13%，Si含量为0.05%，Mn含量为0.50%，P含量为0.01%，S含量为0.02%，Als含量为0.02%，Ti含量为0.02%，B含量为0.004%，V含量为0.015%，Co含量为0.005%，余量为Fe和不可避免的杂质。

4.如权利要求1-3任一所述一种高效节能冷镦用钢热轧盘条的生产方法，包括连铸、加热、轧制、吐丝成圈和斯太尔摩辊道冷却工序，其特征在于，

所述加热工艺是将钢坯送入加热炉内加热至1050℃；

所述轧制工序中，进精轧温度为890-950℃；

所述吐丝工序中，吐丝成圈的温度控制在880-900℃；

所述斯太尔摩辊道冷却工艺是控制辊道的速度为0.2-0.5m/s，冷却速度为0.5-5℃/s。