CN106086288B - 36MnVS4涨断连杆用钢冶炼工艺 - Google Patents

36MnVS4涨断连杆用钢冶炼工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种36MnVS4涨断连杆用钢制造方法，通过原材料的挑选控制了残余元素；通过采用控制磷含量冶炼方法，控制磷含量在0.020%～0.030%，达到涨断后废品率不大于3‰；通过对转炉冶炼、VD+LF炉外精炼和氩气保护浇铸炼钢工艺的控制，确保钢水纯净度；通过控制残余元素铬在0.10%～0.15%，镍不大于0.10%，钼不大于0.03%，以及控制碳当量在1.18%～1.27%，以达到连杆成品的硬度；通过含铝脱氧剂的限制使用控制了铝含量不大于0.010%，以及采用氩气保护浇铸，达到夹杂物指标。本发明的有益效果：本发明炼钢工艺保证了产品的化学成分达到了设计的要求，从而使连杆的涨断废品率达到了3‰以下。

Description

36MnVS4涨断连杆用钢冶炼工艺
技术领域
本发明属于金属材料制造领域，具体涉及一种汽车涨断连杆用钢的冶炼工艺，主要用于36MnVS4产品的生产。
背景技术
涨断连杆用钢36MnVS4为德国牌号，从德国引进到国内。随着汽车工业的迅猛发展，对汽车涨断连杆用钢的质量提出了更高的要求。引进36MnVS4钢就是用于替代C70S6，36MnVS4优势在于强度高、疲劳寿命高，低温脆断性能好。然而按照国外原材料技术规范中的化学成分冶炼的钢材，由国内客户制成连杆，在涨断过程中发现，由于化学成分匹配的不同，尤其是磷含量的不同，导致连杆涨断后的废品率也不相同，达到了5％～10％；客户可以接受的涨断后废品率应不大于3‰。
发明内容
本发明公开一种36MnVS4涨断连杆用钢冶炼工艺，通过控制磷含量在0.020％～0.030％，达到涨断后废品率不大于3‰；同时通过控制残余元素铬在0.10％～0.15％，镍不大于0.10％，钼不大于0.03％，以及控制碳当量在1.18％～1.27％，以达到连杆成品的硬度；通过控制铝不大于0.010％，达到夹杂物指标。为实现上述目的，本发明采用以下技术路线：
一、技术思路
冶炼工艺如何保证化学成分达到设计的要求是本发明的重点，首先，窄的碳当量控制势必导致某些成分必须窄控制，碳、钒尤其窄，给炼钢增加了很大的难度；对于优质钢来说，一般要求磷越低越好，而此钢还需要保有部分磷量，残余元素铬控制在0.10％～0.15％，镍不大于0.10％，钼不大于0.03％，对冶炼原料提出了严格的要求，确保残余元素合格；另外，从钢液纯净度角度考虑，此产品控制成分要求铝不大于0.010％,冶炼过程不允许采用铝进行沉淀脱氧和扩散脱氧，通过碳粉、硅调整渣况、净化钢液。
二、技术方案：
1.炼钢工艺路线：转炉→LF→VD→浇注3.0吨钢锭。
2.具体工艺措施：
⑴钢锭化学成分应符合按表1的控制成分规定。
表1钢锭化学成分
⑵转炉工艺
配料选用高炉铁水、配入残余元素低的废钢；出钢温度1620℃～1650℃，出钢磷不大于0.020％，碳不小于0.10％，转炉控制下渣量不小于50mm，控制转炉出钢量50吨～55吨，出钢后不允许加铝脱氧剂，出钢后加入精炼渣300kg，高锰500kg，硅铁300kg。
⑶LF工艺
采用石灰造渣，石灰加入量600kg～700kg；不加铝进行脱氧，采用碳粉、硅粉扩散脱氧；硫处理到0.010％以下，变渣，加入硫铁，磷的合金化可以加入磷铁来控制磷的范围，温度高于1560℃，吹氮气20min～30min；LF炉吊包温度1640℃～1650℃。
⑷VD工艺
VD真空处理时自由空间不小于800mm，极限真空度不大于67Pa，保持极限真空度时间3min～5min，弱吹氩时间不少于20min，吊包浇注温度1540℃～1550℃。
⑸浇注
氩气保护浇注3.0吨钢锭，浇注温度1535℃～1545℃，浇注速度：锭身为280s～350s，帽头不少于240s。
本发明的优点和创新点在于：
⑴为了达到设计的内控化学成分，通过原材料的挑选控制了残余元素；通过采用控制磷含量冶炼方法，使磷含量达到了设计的要求；通过含铝脱氧剂的限制使用控制了铝含量。
⑵提高纯净度
钢材按GB/T10561进行非金属夹杂物检验，采用A法评定，非金属夹杂物合格级别应符合表2规定。
表2非金属夹杂物合格级别
为提高钢水纯净度，关键控制炼钢工艺的以下环节：
①控制转炉出钢量50吨～55吨，保证VD真空处理时自由空间不小于800mm，以便可以大氩气搅拌，使夹杂物和气体充分上浮到渣中。
②LF白渣时间要求保持不少于20min，并且硫处理到0.010％以下才可以变渣。
③VD极限真空度不大于67Pa，保持极限真空度时间3min～5min；弱吹氩时间不少于20min。
④浇注采用氩气保护，避免造成钢液氧化。
⑶提高低倍质量
钢材的横截面酸浸低倍组织试片上不得有目视可见的缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮、白点、晶间裂纹，酸浸低倍组织按GB/T1979进行评级，应符合表3规定。
表3低倍组织合格级别
按ISO 3763中塔形试样检验发纹,应符合单条发纹最大长度不大于4mm；每100cm2面积内的发纹总条数不多于7条；总长度不大于12mm。
为了达到以上要求，关键控制炼钢工艺中以下环节：
氩气保护浇注3.0吨钢锭，浇注温度1535℃～1545℃，浇注速度：锭身为280s～350s，帽头不少于240s。
本发明的有益效果：
本发明炼钢工艺保证了产品的化学成分达到了设计的要求，从而使连杆的涨断废品率达到了3‰以下。
具体实施方式
实施例1
炉号：15103523823，成品规格φ36mm。
1、工艺流程：转炉→LF→VD→铸锭3.0吨；
⑴化学成分
36MnVS4化学成分熔炼分析结果见表4。
表4 36MnVS4化学成分熔炼分析结果
⑵转炉工艺
配料选用高炉铁水、废钢；出钢温度1640℃，磷:0.011％，碳：0.12％,:出钢后加入精炼渣300kg，高锰500kg，硅铁300kg。
⑵LF工艺
石灰加入量700kg；采用碳粉、硅粉扩散脱氧；硫处理到0.007％变渣，加入硫铁；温度1568℃，吹氮气30min；LF炉吊包温度1650℃。
⑷VD工艺
极限真空度不大于67Pa，保持极限真空度时间4min，弱吹氩时间40min，吊包浇注温度1550℃。
⑸浇注
氩气保护浇注3.0吨钢锭，浇注温度1540℃。浇注速度：第一排锭身350s，帽头290s；第二排锭身340s，帽头288s。
2、生产检验结果
⑴酸浸低倍结果见表5。
表5酸浸低倍组织结果
⑵发纹检验：合格。
⑶非金属夹杂物检验结果见表6。
表6非金属夹杂物检验结果
⑷此炉号连杆涨断废品率1.5‰。
实施例2
炉号：15103523825，成品规格φ36mm。
1、工艺流程：转炉→LF→VD→铸锭3.0吨。
⑴化学成分
36MnVS4化学成分熔炼分析结果见表7。
表7 36MnVS4化学成分熔炼分析结果
⑵转炉工艺
配料选用高炉铁水、废钢；出钢温度1635℃，磷:0.010％，碳：0.10％,:出钢后加入精炼渣300kg，高锰500kg，硅铁300kg。
⑶LF工艺
石灰加入量700kg；采用碳粉、硅粉扩散脱氧；硫处理到0.003％变渣，加入硫铁；温度1570℃，吹氮气30min；LF炉吊包温度1645℃。
⑷VD工艺
极限真空度不大于67Pa，保持极限真空度时间4min，弱吹氩时间30min，吊包浇注温度1545℃。
⑸浇注
氩气保护浇注3.0吨钢锭，浇注温度1540℃。浇注速度：第一排锭身350s，帽头300s；第二排锭身345s，帽头290s。
2、生产检验结果
⑴酸浸低倍结果见表8。
表8酸浸低倍组织结果
⑵发纹检验：合格。
⑶非金属夹杂物检验结果见表9。
表9非金属夹杂物检验结果
⑷此炉号连杆涨断废品率2.5‰。
实施例3
炉号：15103523856，成品规格φ36mm。
1、工艺流程：转炉→LF→VD→铸锭3.0吨。
⑴化学成分
36MnVS4化学成分熔炼分析结果见表10。
表10 36MnVS4化学成分熔炼分析结果
⑵转炉工艺
配料选用高炉铁水、废钢；出钢温度1640℃，磷:0.017％，碳：0.13％,出钢后加入精炼渣300kg，高锰500kg，硅铁300kg。
⑶LF工艺
石灰加入量700kg；采用碳粉、硅粉扩散脱氧；硫处理到0.005％变渣，加入硫铁；温度15800℃，吹氮气30min；LF炉吊包温度1645℃。
⑷VD工艺
极限真空度不大于67Pa，保持极限真空度时间4min，弱吹氩时间30min，吊包浇注温度1543℃。
⑸浇注
氩气保护浇注3.0吨钢锭，浇注温度1540℃。浇注速度：第一排锭身30s，帽头320s；第二排锭身352s，帽头296s。
2、生产检验结果
⑴酸浸低倍结果见表11。
表11酸浸低倍组织结果
⑶发纹检验：合格。
⑶非金属夹杂物检验结果见表12。
表12非金属夹杂物检验结果
⑷此炉号连杆涨断废品率1.0‰。

Claims (3)

1.一种36MnVS4涨断连杆用钢冶炼工艺，其特征在于：所述冶炼工艺的工艺路线：转炉→LF→VD→浇注3.0吨钢锭；钢锭化学成分控制磷含量在0.020％～0.030％，控制残余元素铬在0.10％～0.15％，镍不大于0.10％，钼不大于0.03％，控制碳当量在1.18％～1.27％，控制铝不大于0.010％；
所述转炉工艺，配料选用高炉铁水、配入残余元素低的废钢；出钢温度1620℃～1650℃，出钢磷不大于0.020％，碳不小于0.10％，转炉控制下渣量不小于50mm，控制转炉出钢量50吨～55吨，出钢后不允许加铝脱氧剂，出钢后加入精炼渣300kg，高锰500kg，硅铁300kg；
所述LF工艺，采用石灰造渣，石灰加入量600kg～700kg；不加铝进行脱氧，采用碳粉、硅粉扩散脱氧；硫处理到0.010％以下，变渣，加入硫铁，磷的合金化加入磷铁来控制磷的范围，温度大于1560℃，吹氮气20min～30min；LF炉吊包温度1640℃～1650℃；
所述VD工艺，VD真空处理时自由空间不小于800mm，极限真空度不大于67Pa，保持极限真空度时间3min～5min，弱吹氩时间不少于20min，吊包浇注温度1540℃～1550℃；
所述浇注3.0吨钢锭，氩气保护浇注，浇注温度1535℃～1545℃，浇注速度：锭身为280s～350s，帽头不少于240s。
2.根据权利要求1所述36MnVS4涨断连杆用钢冶炼工艺，其特征在于：所述钢锭化学成分磷含量为0.024％，残余元素铬为0.14％，镍为0.03％，钼为0.01％，碳当量为1.24％，铝为0.004％；
所述转炉工艺，出钢温度1640℃，磷:0.011％，碳：0.12％,出钢后加入精炼渣300kg，高锰500kg，硅铁300kg；
所述LF工艺，石灰加入量700kg，硫处理到0.007％变渣，温度1568℃，吹氮气30min；LF炉吊包温度1650℃；
所述VD工艺，极限真空度不大于67Pa，保持极限真空度时间4min，弱吹氩时间40min，吊包浇注温度1550℃；
所述浇注，浇注温度1540℃，浇注速度：第一排锭身350s，帽头290s；第二排锭身340s，帽头288s。
3.根据权利要求1所述36MnVS4涨断连杆用钢冶炼工艺，其特征在于：所述钢锭化学成分磷含量为0.020％，残余元素铬为0.15％，镍为0.03％，钼为0.01％，碳当量为1.22％，铝为0.004％；
所述转炉工艺，出钢温度1635℃，磷:0.010％，碳：0.10％,出钢后加入精炼渣300kg，高锰500kg，硅铁300kg；
所述LF工艺，石灰加入量700kg，硫处理到0.003％变渣，温度高于1570℃，吹氮气30min；LF炉吊包温度1645℃；
所述VD工艺，极限真空度不大于67Pa，保持极限真空度时间4min，弱吹氩时间30min，吊包浇注温度1545℃；
所述浇注，浇注温度1540℃，浇注速度：第一排锭身350s，帽头300s；第二排锭身345s，帽头288s。
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Patentee after: Northeast Special Steel Group Co., Ltd

Address before: 116105, No. 18, South Riverside Road, Lingang industrial area, Jinzhou District, Dalian, Liaoning, Shahe

Patentee before: Dongbei Special Steel Group Co., Ltd.