CN109487162A - 一种超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条及其生产方法 - Google Patents

一种超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条及其生产方法，所述弹簧钢热轧盘条化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.50～0.60%，Si：1.30～1.50%，Mn：0.60～0.80%，P≤0.015%，S≤0.015%，Cr：0.60～0.80%，Cu≤0.05%，Al≤0.0030%，T.O≤0.0020%，其余为Fe和不可避免的杂质元素；所述生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、大方坯连铸、开坯、热轧坯抛丸探伤修磨、钢坯加热、控制轧制、控制冷却工序。本发明生产的超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条具有良好的表面脱碳、内部偏析与洁净度控制，加工成的异性截面弹簧钢丝可用于卷制超重荷重模具弹簧。

Description

一种超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条及其生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条及其生产方法。
背景技术
模具是工业生产的重要工艺装备。现代工业产品的发展和技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展水平。随着模具的工作频率和承载能力不断提高，圆柱截面普通弹簧的承载—变形特性和抗交变载荷的疲劳寿命难以满足模具的要求，异性截面模具弹簧可以承受更高的载荷得以应用与发展。异性截面模具弹簧钢丝的生产与加工不同于圆钢丝，需要经过冷轧变形处理，若弹簧钢热轧盘条表面质量、内部偏析及显微组织控制不当，均会导致冷轧过程中材料发生开裂。热轧盘条的表面质量与内部洁净度控制还会影响模具弹簧的疲劳寿命。现有用于模具弹簧生产的Cr-V系的钢材料强度较低，一般在卷簧后再进行热处理，模具弹簧的性能一致性得不到保证，且弹簧早期疲劳断裂问题较多。
专利CN 103484781 A公开了一种高强高韧性弹簧钢及其制造方法，其化学元素质量百分配比为：C：0.34-0.49%；Si：1.00-2.80%；Mn：0.60-1.50%；Cr：0.50-2.0%；Ni：0.1-0.5%；Mo：0.05-0.5%；V：0.05-0.20%；N：0.0035-0.0065%；Al：0.015-0.035%；RE：0.0005-0.01%；Ca：0.0005-0.005%；O：0.0005-0.0080%；且满足：Si+0.75(Mn+Cr)+0.6(Ni+Mo)≥3.0%；Al/O≥4.0；RE+0.75Ca≥0.002%；该技术方案中使用了Ni、Mo、V等贵重合金元素，其原料成本较高。
专利CN 102212673 A公开了一种弹簧钢盘条用连铸坯脱碳的控制方法，轧制前控制开轧钢坯温度在960～1010℃，并控制奥氏体及铁素体两相区内的冷却速度至少为15℃/分钟，以期达到有效降低弹簧钢盘条表面脱碳层深度，但加热温度过低，轧机负荷大，不利于生产。
专利CN 106834954 A公开了一种超高强度弹簧钢，其化学元素质量百分配比为：C：0.5-0.7%；Si：1.2-1.5%；Mn：0.6-1.2%；Cr：0.6-1.2%；Mo：0.1-0.5%；Ni：0.05-0.8%；V：0.05-0.5%；Nb：0.05-0.5%；Ti：0.05-0.3%；Cu≤0.3%；Al：0.0001-0.3%；N≤0.03%；O：0.0001-0.003%；以及余量的Fe和其他不可避免的杂质；该产品用于在车辆发动机中作为气门弹簧钢使用，技术方案中使用了Ni、Mo、V、Nb等贵重合金元素，其原料成本过高。
因此，针对模具弹簧的服役特点及冷成型加工的发展，有必要进一步研究开发具有高强度与韧性、低成本的模具弹簧钢盘条。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条及其生产方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条，所述弹簧钢热轧盘条化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.50～0.60%，Si：1.30～1.50%，Mn：0.60～0.80%，P≤0.015%，S≤0.015%，Cr：0.60～0.80%，Cu≤0.05%，Al≤0.0030%，T.O≤0.0020%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本发明所述弹簧钢热轧盘条规格为φ5.5～20mm。
本发明所述弹簧钢热轧盘条组织中索氏体含量≥85%，抗拉强度950～1050MPa，断面收缩率≥50%，中心偏析级别≤2.0，表面不出现全脱碳层，且夹杂物评级中不出现DS类夹杂。
本发明还提供了一种超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的生产方法，所述生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、大方坯连铸、开坯、热轧坯抛丸探伤修磨、钢坯加热、控制轧制、控制冷却工序；所述大方坯连铸工序，通过中间包电磁感应加热设备控制中间包钢水过热度为10～20℃，拉坯速度控制在0.50～0.75m/min，大方坯厚度为260～300mm；所述开坯工序，大方坯开坯加热，均热段温度1270～1290℃，保温时间≥8h，使钢坯升温均匀，减小钢坯内外温差，并改善铸态组织偏析，大方坯轧制为断面尺寸140～160mm的热轧方坯；所述钢坯加热工序，钢坯加热至1060～1080℃，保温时间90～130min，残氧量0～4%，目的减少脱碳，避免脱碳导致的热处理钢丝表面强度降低，影响模具弹簧疲劳寿命。
本发明所述大方坯连铸工序，通过浸入式水口浇注至截面为280mm×325mm的结晶器，施加结晶器电磁搅拌与凝固末端轻压下，凝固末端轻压下铸坯芯部固相率在0.3～0.5时、压下率1.3～1.5mm/min，铸坯芯部固相率在0.5～0.8时、压下率1.5～2.0mm/min，铸坯芯部固相率在0.8～0.95时、压下率2.0～2.8mm/min，铸坯总压下量不超过大方坯厚度的5%，防止出现内部压下裂纹。
本发明所述控制轧制工序，进精轧温度860～880℃；吐丝温度820～840℃；控制轧制温度的目的是使变形在未再结晶区进行，以便得到细的原始奥氏体晶粒；控制吐丝温度在较低温度，减少表面氧化铁皮生成量，减少后续酸洗耗酸量。
本发明所述控制冷却工序，通过调节轧制后斯太尔摩风冷线风机风量、保温罩开启数量及辊道速度来控制盘条内部组织，当盘条直径φ5.5 mm≤φ≤7.5mm时，要求保温罩全部关闭，风机全部关闭；当盘条直径φ7.5 mm＜φ＜10mm时，要求保温罩开第1、2组，其余全部关闭，风机关闭；当盘条直径φ10 mm≤φ≤20mm时：要求保温罩全部打开，风机开启第1、2、3组；确保组织转变为易变形的索氏体组织。
本发明所述转炉冶炼工序，转炉出钢后加入23.0～27.5㎏/t钢的硅锰合金进行脱氧合金化；合金化完毕后加入12.5～15.0㎏/t钢的预熔精炼渣，所述预熔精炼渣的化学成分组成及质量百分含量为：CaO：44～47%、SiO2：46～49%、Al2O3≤3%。
本发明所述LF炉精炼工序，LF精炼采用CaO/SiO2：0.8～1.2的低碱度渣系，保证钢中氧化物夹杂的低熔点塑性化控制，钢包底部软吹氩气处理30～50min，出钢钢水化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.50～0.60%，Si：1.30～1.50%，Mn：0.60～0.80%，P≤0.015%，S≤0.015%，Cr：0.60～0.80%，Cu≤0.05%，Al≤0.0030%，T.O≤0.0020%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本发明所述热轧坯抛丸探伤修磨工序，热轧坯抛丸、探伤、修磨过程去除热轧坯的表面缺陷与表面脱碳层。
本发明化学成分设计采用的原理是：
C：碳溶解在钢中形成间隙固溶体，起固溶强化作用；它与碳化物形成元素形成碳化物析出，起沉淀强化作用。碳是弹簧钢中主要的强化元素，对弹簧钢的强度、塑韧性、脱碳倾向和显微组织有很大影响。为了保证弹簧钢具有足够的强度、弹性和抗疲劳性能，钢中必须有相当高的碳含量，但钢中碳含量过高时将导致合金凝固过程中成分偏析加剧，材料韧性恶化，同时对脱碳敏感性、成型性等有不利的影响，本发明中碳含量控制为0.50～0.60%。
Si：硅的主要作用是提高钢的强度、弹性和回火稳定性。硅不仅有固溶强化作用，而且还能改变回火时析出碳化物的数量、尺寸和形态等，提高钢的回火稳定性。此外，硅是除碳以外，提高弹簧弹抗减抗力能力最强的元素。但当硅含量达到一定值（2.0%左右）后将使钢的Ac3温度升高，淬火组织易不均匀；且使韧性下降、碳的活度增加，易造成钢加热时的脱碳、石墨化和晶粒粗化以及增加钢的轧制抗力等现象，本发明中硅含量控制为1.30～1.50%。
Mn：锰能显著提高弹簧钢的淬透性，改善热处理性能，强化基体和细化轧材的珠光体组织，从而提高钢的强度和硬度。锰是扩大奥氏体区的元素，具有推迟γ-α转变过程的作用，随着Mn含量的增加，相变开始温度降低，本发明中锰含量控制为0.60～0.80%。
Cr：铬是提高钢的淬透性的合金元素，与锰共用效果更好。铬的突出优点是它不易促使弹簧钢脱碳、石墨化和晶粒粗化，铬阻止石墨化的原因在于Cr可以降低钢中碳活度，而且又是碳化物形成元素，提高了钢中碳扩散的激活能，降低了碳的扩散系数，减轻了脱碳倾向。因此适当地提高铬元素的含量，可以有效的防止脱碳及提高弹簧钢的淬透性，本发明中铬含量控制为0.60～0.80%。
P：磷为有害元素，除产生冷脆外，还容易偏聚在晶界，使材料的塑性、韧性下降，本发明中磷含量控制≤0.015%。
S：硫为有害元素，除易产生热脆外，含硫夹杂物在轧钢过程中易沿轧制方向分布，形成带状组织，对弹簧疲劳和耐蚀性均有不利影响，本发明中硫含量控制≤0.015%。
Cu：含铜的钢在氧化气氛中加热，氧化皮下易形成富铜层，当晶界上分布有游离铜时，加热温度高于1100℃，晶界熔化，加热同时产生表面裂纹，因此钢中的铜要尽量的低，本发明中铜含量控制≤0.05%。。
Al：铝是控制改善钢中氧化物夹杂成分与形态的重要元素，过高的铝含量会在钢中形成大尺寸的Al2O3硬质夹杂，导致钢丝的拉拔断裂，并且会恶化模具弹簧的疲劳性能，因此铝含量控制≤0.0030%。
O：氧在钢中以非金属夹杂物形式存在，氧含量越高，钢中夹杂物的数量越多，且存在大尺寸氧化物夹杂的概率越大，本发明中全氧含量控制≤0.0020%。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条化学成分设计在未加入Ni、Mo、V、Nb等贵重合金元素情况下，既满足了性能要求，又降低了生产成本。2、本发明超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条规格为φ5.5～20mm，组织中索氏体含量≥85%，抗拉强度950～1050MPa，断面收缩率≥50%，中心偏析级别≤2.0，表面不出现全脱碳层，且夹杂物评级中不出现DS类夹杂。3、本发明生产的超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条具有良好的表面脱碳、内部偏析与洁净度控制，加工成的异性截面弹簧钢丝可用于卷制超重荷重模具弹簧。
附图说明
图1为实施例1超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的横截面金相组织图；
图2为实施例1超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的表面脱碳控制图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细地说明。
实施例1
本实施例超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条规格为φ13mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、大方坯连铸、开坯、热轧坯抛丸探伤修磨、钢坯加热、控制轧制、控制冷却工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）转炉冶炼工序：转炉出钢后加入23.0㎏/t钢的硅锰合金进行脱氧合金化，合金化完毕后加入13.8㎏/t钢的预熔精炼渣；
（2）LF炉精炼工序：LF精炼采用CaO/SiO2：0.80的低碱度渣系，钢包底部软吹氩气处理30min，出钢钢水化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（3）大方坯连铸工序：通过中间包电磁感应加热设备控制中间包钢水过热度为12℃，拉坯速度0.70m/min，通过浸入式水口浇注至截面为280mm×325mm的结晶器，结晶器施加电磁搅拌，采用凝固末端轻压下工艺，铸坯总压下量为大方坯厚度的5%，大方坯厚度为269mm；
（4）开坯工序：大方坯开坯加热，均热段温度1273℃，保温时间8.5h，大方坯轧制为断面尺寸160mm热轧方坯；
（5）热轧坯抛丸探伤修磨工序：热轧坯抛丸、探伤、修磨过程去除热轧坯的表面缺陷与表面脱碳层；
（6）钢坯加热工序：钢坯加热至1062℃，保温时间95min，残氧量2%；
（7）控制轧制工序：进精轧温度864℃；吐丝温度823℃；
（8）控制冷却工序：保温罩全部打开，风机开启第1、2、3组，确保组织转变为易变形的索氏体组织。
本实施例所得超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的性能指标见表2；超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的横截面金相组织见图1，表面脱碳控制见图2。（实施例2-8超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的横截面金相组织与图1类似故省略，表面脱碳控制与图2类似故省略）
实施例2
本实施例超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条规格为φ16mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、大方坯连铸、开坯、热轧坯抛丸探伤修磨、钢坯加热、控制轧制、控制冷却工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）转炉冶炼工序：转炉出钢后加入25.2㎏/t钢的硅锰合金进行脱氧合金化，合金化完毕后加入14.3㎏/t钢的预熔精炼渣；
（2）LF炉精炼工序：LF精炼采用CaO/SiO2：0.98的低碱度渣系，钢包底部软吹氩气处理45min，出钢钢水化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（3）大方坯连铸工序：通过中间包电磁感应加热设备控制中间包钢水过热度为14℃，拉坯速度0.71m/min，通过浸入式水口浇注至截面为280mm×325mm的结晶器，结晶器施加电磁搅拌，采用凝固末端轻压下工艺，铸坯总压下量为大方坯厚度的3%，大方坯厚度为269mm；
（4）开坯工序：大方坯开坯加热，均热段温度1276℃，保温时间9.0h，大方坯轧制为断面尺寸160mm热轧方坯；
（5）热轧坯抛丸探伤修磨工序：热轧坯抛丸、探伤、修磨过程去除热轧坯的表面缺陷与表面脱碳层；
（6）钢坯加热工序：钢坯加热至1065℃，保温时间100min，残氧量3%；
（7）控制轧制工序：进精轧温度868℃；吐丝温度825℃；
（8）控制冷却工序：保温罩全部打开，风机开启第1、2、3组，确保组织转变为易变形的索氏体组织。
本实施例所得超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的性能指标见表2。
实施例3
本实施例超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条规格为φ5.5mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、大方坯连铸、开坯、热轧坯抛丸探伤修磨、钢坯加热、控制轧制、控制冷却工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）转炉冶炼工序：转炉出钢后加入25.6㎏/t钢的硅锰合金进行脱氧合金化，合金化完毕后加入14.5㎏/t钢的预熔精炼渣；
（2）LF炉精炼工序：LF精炼采用CaO/SiO2：1.20的低碱度渣系，钢包底部软吹氩气处理50min，出钢钢水化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（3）大方坯连铸工序：通过中间包电磁感应加热设备控制中间包钢水过热度为16℃，拉坯速度0.70m/min，通过浸入式水口浇注至截面为280mm×325mm的结晶器，结晶器施加电磁搅拌，采用凝固末端轻压下工艺，铸坯总压下量为大方坯厚度的4%，大方坯厚度为260mm；
（4）开坯工序：大方坯开坯加热，均热段温度1280℃，保温时间8.2h，大方坯轧制为断面尺寸140mm热轧方坯；
（5）热轧坯抛丸探伤修磨工序：热轧坯抛丸、探伤、修磨过程去除热轧坯的表面缺陷与表面脱碳层；
（6）钢坯加热工序：钢坯加热至1078℃，保温时间105min，残氧量4%；
（7）控制轧制工序：进精轧温度871℃；吐丝温度829℃；
（8）控制冷却工序：保温罩全部关闭，风机全部关闭，确保组织转变为易变形的索氏体组织。
本实施例所得超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的性能指标见表2。
实施例4
本实施例超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条规格为φ9.0mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、大方坯连铸、开坯、热轧坯抛丸探伤修磨、钢坯加热、控制轧制、控制冷却工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）转炉冶炼工序：转炉出钢后加入26.8㎏/t钢的硅锰合金进行脱氧合金化，合金化完毕后加入15.0㎏/t钢的预熔精炼渣；
（2）LF炉精炼工序：LF精炼采用CaO/SiO2：0.96的低碱度渣系，钢包底部软吹氩气处理48min，出钢钢水化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（3）大方坯连铸工序：通过中间包电磁感应加热设备控制中间包钢水过热度为18℃，拉坯速度0.65m/min，通过浸入式水口浇注至截面为280mm×325mm的结晶器，结晶器施加电磁搅拌，采用凝固末端轻压下工艺，铸坯总压下量为大方坯厚度的3.5%，大方坯厚度为271mm；
（4）开坯工序：大方坯开坯加热，均热段温度1283℃，保温时间8.8h，大方坯轧制为断面尺寸150mm热轧方坯；
（5）热轧坯抛丸探伤修磨工序：热轧坯抛丸、探伤、修磨过程去除热轧坯的表面缺陷与表面脱碳层；
（6）钢坯加热工序：钢坯加热至1071℃，保温时间110min，残氧量1%；
（7）控制轧制工序：进精轧温度875℃；吐丝温度832℃；
（8）控制冷却工序：保温罩开启第1、2组，其余全部关闭；风机全部关闭，确保组织转变为易变形的索氏体组织。
本实施例所得超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的性能指标见表2。
实施例5
本实施例超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条规格为φ7.5mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、大方坯连铸、开坯、热轧坯抛丸探伤修磨、钢坯加热、控制轧制、控制冷却工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）转炉冶炼工序：转炉出钢后加入27.0㎏/t钢的硅锰合金进行脱氧合金化，合金化完毕后加入12.5㎏/t钢的预熔精炼渣；
（2）LF炉精炼工序：LF精炼采用CaO/SiO2：1.05的低碱度渣系，钢包底部软吹氩气处理39min，出钢钢水化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（3）大方坯连铸工序：通过中间包电磁感应加热设备控制中间包钢水过热度为11℃，拉坯速度0.70m/min，通过浸入式水口浇注至截面为280mm×325mm的结晶器，结晶器施加电磁搅拌，采用凝固末端轻压下工艺，铸坯总压下量为大方坯厚度的4.5%，大方坯厚度为277.5mm；
（4）开坯工序：大方坯开坯加热，均热段温度1285℃，保温时间9.3h，大方坯轧制为断面尺寸为145mm热轧方坯；
（5）热轧坯抛丸探伤修磨工序：热轧坯抛丸、探伤、修磨过程去除热轧坯的表面缺陷与表面脱碳层；
（6）钢坯加热工序：钢坯加热至1073℃，保温时间115min，残氧量1.5%；
（7）控制轧制工序：进精轧温度878℃；吐丝温度837℃；
（8）控制冷却工序：保温罩全部关闭，风机全部关闭，确保组织转变为易变形的索氏体组织。
本实施例所得超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的性能指标见表2。
实施例6
本实施例超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条规格为φ8.0mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、大方坯连铸、开坯、热轧坯抛丸探伤修磨、钢坯加热、控制轧制、控制冷却工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）转炉冶炼工序：转炉出钢后加入24.5㎏/t钢的硅锰合金进行脱氧合金化，合金化完毕后加入14.2㎏/t钢的预熔精炼渣；
（2）LF炉精炼工序：LF精炼采用CaO/SiO2：0.99的低碱度渣系，钢包底部软吹氩气处理46min，出钢钢水化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（3）大方坯连铸工序：通过中间包电磁感应加热设备控制中间包钢水过热度为15℃，拉坯速度0.65m/min，通过浸入式水口浇注至截面为280mm×325mm的结晶器，结晶器施加电磁搅拌，采用凝固末端轻压下工艺，铸坯总压下量为大方坯厚度的2.8%，大方坯厚度为272mm；
（4）开坯工序：大方坯开坯加热，均热段温度1288℃，保温时间9.5h，大方坯轧制为断面尺寸155mm热轧方坯；
（5）热轧坯抛丸探伤修磨工序：热轧坯抛丸、探伤、修磨过程去除热轧坯的表面缺陷与表面脱碳层；
（6）钢坯加热工序：钢坯加热至1077℃，保温时间120min，残氧量2.5%；
（7）控制轧制工序：进精轧温度870℃；吐丝温度830℃；
（8）控制冷却工序：保温罩开启第1、2组，其余全部关闭；风机全部关闭，确保组织转变为易变形的索氏体组织。
本实施例所得超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的性能指标见表2。
实施例7
本实施例超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条规格为φ9.5mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、大方坯连铸、开坯、热轧坯抛丸探伤修磨、钢坯加热、控制轧制、控制冷却工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）转炉冶炼工序：转炉出钢后加入27.5㎏/t钢的硅锰合金进行脱氧合金化，合金化完毕后加入12.9㎏/t钢的预熔精炼渣；
（2）LF炉精炼工序：LF精炼采用CaO/SiO2：0.85的低碱度渣系，钢包底部软吹氩气处理38min，出钢钢水化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（3）大方坯连铸工序：通过中间包电磁感应加热设备控制中间包钢水过热度为10℃，拉坯速度0.75m/min，通过浸入式水口浇注至截面为280mm×325mm的结晶器，结晶器施加电磁搅拌，采用凝固末端轻压下工艺，铸坯总压下量为大方坯厚度的3.2%，大方坯厚度为300mm；
（4）开坯工序：大方坯开坯加热，均热段温度1270℃，保温时间10h，大方坯轧制为断面尺寸148mm热轧方坯；
（5）热轧坯抛丸探伤修磨工序：热轧坯抛丸、探伤、修磨过程去除热轧坯的表面缺陷与表面脱碳层；
（6）钢坯加热工序：钢坯加热至1060℃，保温时间130min，残氧量0；
（7）控制轧制工序：进精轧温度860℃；吐丝温度840℃；
（8）控制冷却工序：保温罩开启第1、2组，其余全部关闭；风机全部关闭，确保组织转变为易变形的索氏体组织。
本实施例所得超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的性能指标见表2。
实施例8
本实施例超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条规格为φ10mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、大方坯连铸、开坯、热轧坯抛丸探伤修磨、钢坯加热、控制轧制、控制冷却工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）转炉冶炼工序：转炉出钢后加入25.0㎏/t钢的硅锰合金进行脱氧合金化，合金化完毕后加入14.7㎏/t钢的预熔精炼渣；
（2）LF炉精炼工序：LF精炼采用CaO/SiO2：0.97的低碱度渣系，钢包底部软吹氩气处理44min，出钢钢水化学成分组成及其质量百分含量见表1。
（3）大方坯连铸工序：通过中间包电磁感应加热设备控制中间包钢水过热度为10℃，拉坯速度0.50m/min，通过浸入式水口浇注至截面为280mm×325mm的结晶器，结晶器施加电磁搅拌，采用凝固末端轻压下工艺，铸坯总压下量为大方坯厚度的4.8%，大方坯厚度为277mm；
（4）开坯工序：大方坯开坯加热，均热段温度1270℃，保温时间9.6h，大方坯轧制为断面尺寸154mm热轧方坯；
（5）热轧坯抛丸探伤修磨工序：热轧坯抛丸、探伤、修磨过程去除热轧坯的表面缺陷与表面脱碳层；
（6）钢坯加热工序：钢坯加热至1080℃，保温时间90min，残氧量3.2%；
（7）控制轧制工序：进精轧温度860℃；吐丝温度840℃；
（8）控制冷却工序：保温罩全部打开，风机开启第1、2、3组，确保组织转变为易变形的索氏体组织。
本实施例所得超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的性能指标见表2。
实施例9
本实施例超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条规格为φ20mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、大方坯连铸、开坯、热轧坯抛丸探伤修磨、钢坯加热、控制轧制、控制冷却工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）转炉冶炼工序：转炉出钢后加入27.5㎏/t钢的硅锰合金进行脱氧合金化，合金化完毕后加入14.9㎏/t钢的预熔精炼渣；
（2）LF炉精炼工序：LF精炼采用CaO/SiO2：0.88的低碱度渣系，钢包底部软吹氩气处理46min，出钢钢水化学成分组成及其质量百分含量见表1。
（3）大方坯连铸工序：通过中间包电磁感应加热设备控制中间包钢水过热度为20℃，拉坯速度0.50m/min，通过浸入式水口浇注至截面为280mm×325mm的结晶器，结晶器施加电磁搅拌，采用凝固末端轻压下工艺，铸坯总压下量为大方坯厚度的4.8%，大方坯厚度为290mm；
（4）开坯工序：大方坯开坯加热，均热段温度1290℃，保温时间8h，大方坯轧制为断面尺寸156mm热轧方坯；
（5）热轧坯抛丸探伤修磨工序：热轧坯抛丸、探伤、修磨过程去除热轧坯的表面缺陷与表面脱碳层；
（6）钢坯加热工序：钢坯加热至1060℃，保温时间130min，残氧量2.8%；
（7）控制轧制工序：进精轧温度880℃；吐丝温度820℃；
（8）控制冷却工序：保温罩全部打开，风机开启第1、2、3组，确保组织转变为易变形的索氏体组织。
本实施例所得超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的性能指标见表2。
表1 实施例1-9弹簧钢热轧盘条化学成分组成及其质量百分含量（%）
表2 实施例1-9弹簧钢热轧盘条性能指标
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条，其特征在于，所述弹簧钢热轧盘条化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.50～0.60%，Si：1.30～1.50%，Mn：0.60～0.80%，P≤0.015%，S≤0.015%，Cr：0.60～0.80%，Cu≤0.05%，Al≤0.0030%，T.O≤0.0020%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
2.根据权利要求1所述的一种超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条，其特征在于，所述弹簧钢热轧盘条规格为φ5.5～20mm。
3.根据权利要求1所述的一种超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条，其特征在于，所述弹簧钢热轧盘条组织中索氏体含量≥85%，抗拉强度950～1050MPa，断面收缩率≥50%，中心偏析级别≤2.0，表面不出现全脱碳层，且夹杂物评级中不出现DS类夹杂。
4.基于权利要求1-3任意一项所述的一种超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、大方坯连铸、开坯、热轧坯抛丸探伤修磨、钢坯加热、控制轧制、控制冷却工序；所述大方坯连铸工序，通过中间包电磁感应加热设备控制中间包钢水过热度为10～20℃，拉坯速度控制在0.50～0.75m/min，大方坯厚度为260～300mm；所述开坯工序，大方坯开坯加热，均热段温度1270～1290℃，保温时间≥8h，大方坯轧制为断面尺寸140～160mm的热轧方坯；所述钢坯加热工序，钢坯加热至1060～1080℃，保温时间90～130min，残氧量0～4%。
5.根据权利要求4所述的一种超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的生产方法，其特征在于，所述大方坯连铸工序，通过浸入式水口浇注至截面为280mm×325mm的结晶器，施加结晶器电磁搅拌与凝固末端轻压下，凝固末端轻压下铸坯芯部固相率在0.3～0.5时、压下率1.3～1.5mm/min，铸坯芯部固相率在0.5～0.8时、压下率1.5～2.0mm/min，铸坯芯部固相率在0.8～0.95时、压下率2.0～2.8mm/min，铸坯总压下量不超过大方坯厚度的5%。
6.根据权利要求4所述的一种超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的生产方法，其特征在于，所述控制轧制工序，进精轧温度860～880℃；吐丝温度820～840℃。
7.根据权利要求4-6任意一项所述的一种超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的生产方法，其特征在于，所述控制冷却工序，通过调节轧制后斯太尔摩风冷线风机风量、保温罩开启数量及辊道速度来控制盘条内部组织，当盘条直径φ5.5 mm≤φ≤7.5mm时，要求保温罩全部关闭，风机全部关闭；当盘条直径φ7.5 mm＜φ＜10mm时，要求保温罩开第1、2组，其余全部关闭，风机关闭；当盘条直径φ10 mm≤φ≤20mm时：要求保温罩全部打开，风机开启第1、2、3组。
8.根据权利要求4-6任意一项所述的一种超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的生产方法，其特征在于，所述转炉冶炼工序，转炉出钢后加入23.0～27.5㎏/t钢的硅锰合金进行脱氧合金化；合金化完毕后加入12.5～15.0㎏/t钢的预熔精炼渣，所述预熔精炼渣的化学成分组成及质量百分含量为：CaO：44～47%、SiO2：46～49%、Al2O3≤3%。
9.根据权利要求4-6任意一项所述的一种超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的生产方法，其特征在于，所述LF炉精炼工序，LF精炼采用CaO/SiO2：0.8～1.2的低碱度渣系，钢包底部软吹氩气处理30～50min，出钢钢水化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.50～0.60%，Si：1.30～1.50%，Mn：0.60～0.80%，P≤0.015%，S≤0.015%，Cr：0.60～0.80%，Cu≤0.05%，Al≤0.0030%，T.O≤0.0020%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
10.根据权利要求4-6任意一项所述的一种超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条的生产方法，其特征在于，所述热轧坯抛丸探伤修磨工序，热轧坯抛丸、探伤、修磨过程去除热轧坯的表面缺陷与表面脱碳层。
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