CN112226696A

CN112226696A - 轴类备件用钢及其轧后分段冷却方法

Info

Publication number: CN112226696A
Application number: CN202011106925.6A
Authority: CN
Inventors: 刘春林; 丘文生; 钟寿军; 李成良; 岳峰; 马超; 陈朝晖
Original assignee: SGIS Songshan Co Ltd
Current assignee: SGIS Songshan Co Ltd
Priority date: 2020-10-15
Filing date: 2020-10-15
Publication date: 2021-01-15
Anticipated expiration: 2040-10-15
Also published as: CN112226696B

Abstract

本申请涉及金属加工领域，具体而言，涉及一种轴类备件用钢及其轧后分段冷却方法。提供一种轴类备件用钢，以质量百分比计，轴类备件用钢的化学成分包括：C：0.030～0.080％、Si：≤0.03％、Mn：1.100～1.450％、P：0.040～0.090％、S：0.320～0.380％、Al：≤0.008％、Cu：≤0.020％、As≤0.040％、Sn≤0.030％、Pb≤0.008％、T.O：100～140PPm，余量为Fe和不可避免的杂质；轴类备件用钢的组织为：珠光体和铁素体，且不出现其他异常组织；轴类备件用钢的晶粒度在8.5～9.5级。

Description

轴类备件用钢及其轧后分段冷却方法

技术领域

本申请涉及金属加工领域，具体而言，涉及一种轴类备件用钢及其轧后分段冷却方法。

背景技术

随着社会进步，信息化技术的进一步发展，对制造电脑、打印机、传真机、扫描仪等设备零部件生产用料需求大幅度增加，打印机、传真机等OA办公用具，卷纸、碳粉盒、清理转动轴等轴类备件用量很大。目前，国内无该产品相关标准，国外相关标准也不完全覆盖。该类产品关键特性如下：(1)易切削性能要好，因为轴的两端需要车削或钻孔成相应的装配形状。(2)产品加工后直度要好，确保直度≤0.050mm/400mm的要求。

目前，对于打印机、传真机等OA办公用具，卷纸、碳粉盒、清理转动轴等轴类备件，为了保证其性能要求，现有技术中常规的手段是利用高成本的材料提替代，如利用铜、不锈钢等材料。

然而，对该类产品普通钢铁材料的关键特性无法满足要求。这些关键特性主要是：(1)易切削性能达不到要求；(2)加工的轴直度达不到要求。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种轴类备件用钢及其轧后分段冷却方法。

第一方面，本申请提供一种轴类备件用钢，以质量百分比计，轴类备件用钢的化学成分包括：

C：0.030～0.080％、Si：≤0.03％、Mn：1.100～1.450％、P：0.040～0.090％、S：0.320～0.380％、Al：≤0.008％、Cu：≤0.020％、As≤0.040％、Sn≤0.030％、Pb≤0.008％、T.O：100～140PPm，余量为Fe和不可避免的杂质；

轴类备件用钢的组织为：珠光体和铁素体；轴类备件用钢的晶粒度在8.5～9.5级。

本申请的一些实施方式中，轴类备件用钢的成分中，Mn/S＝2.89～4.53。

本申请的一些实施方式中，轴类备件用钢的成分中，Cueq＝Cu％+3*As％+8*Sn％-Ni％；Cueq在0～0.12％范围内。

本申请的一些实施方式中，轴类备件用钢的布氏硬度为119～128。

第二方面，前述的轴类备件用钢的轧后分段冷却方法，控制辊道S0段、S1段的速度为0.21～0.41m/s；在S0段、S1段，控制冷却速度4.4～5.6℃/s，温度降至750～820℃；

控制辊道S2段至第S7段的速度为0.21～0.42m/s；控制第S2段至第S7段的冷却速度0.1～0.5℃/s，温度降至550～610℃；

控制末段辊道S10的速度为0.33～0.34m/s，打开保温罩，打开风机，控制冷却速度在10～14℃/s，并使钢的表面温度降低至340～360℃。

本申请的一些实施方式中，控制进入第S2段时温度达到相变温度。

本申请的一些实施方式中，在S0、S1段，打开保温罩，不开风机；

在第S2段至第S7段，盖上保温罩，不开风机。

本申请的一些实施方式中，控制进入末段辊道S10时钢的表面温度在380～420℃。

本申请的一些实施方式中，在末段辊道S10，风机频率30～35Hz。

本申请的一些实施方式中，轧后分段冷却方法在吐丝后的温降过程中进行；

吐丝温度890～910℃。

本申请实施例提供的轴类备件用钢及其轧后分段冷却方法的有益效果包括：

本申请根据轴类备件用钢的性能要求，对普通钢铁材料的成分进行了优化，设计了一种硫系易切削钢，通过控制关键成分硅、锰、硫、氧的含量在合适的范围内，保证了该轴类备件用钢需要达到的切削性能和直度要求。同时使得轴类备件用钢的组织为：珠光体和铁素体，且不出现其他异常组织；轴类备件用钢的晶粒度在8.5～9.5级，从而能够确保拉拔后由于变形均匀，残余应力少，发生变形小保证了拉拔直棒的直度满足要求。满足了打印机、传真机等OA办公用具轴类产品用钢的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例1提供的轴类备件用钢通过热模拟试验测得的该钢种的C曲线；

图2为本申请实施例1提供的轴类备件用钢的组织形貌图，金相组织为铁素体+珠光体；

图3为本申请对比例1提供的轴类备件用钢的组织形貌图；其组织为异常组织，方向性组织；

图4为本申请对比例3提供的轴类备件用钢的组织形貌图；其组织为异常组织，混晶组织。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下“％”均指质量百分比。

本申请实施方式提供一种轴类备件用钢，以质量百分比计，非调质轴类备件用钢的化学成分包括：

C：0.030～0.080％、Si：≤0.03％、Mn：1.100～1.450％、P：0.040～0.090％、S：0.320～0.380％、Al：≤0.008％、Cu：≤0.020％、As≤0.040％、Sn≤0.030％、Pb≤0.008％、T.O：100～140PPm，余量为Fe和不可避免的杂质。

进一步地，轴类备件用钢的组织为：珠光体和铁素体；轴类备件用钢的晶粒度在8.5～9.5级。

该轴类备件用钢通过控制关键成分硅、锰、硫、氧含量在上述的范围内，保证了该轴类备件用钢需要达到的切削性能和直度要求。同时使得轴类备件用钢的组织为：珠光体和铁素体，且不出现其他异常组织；轴类备件用钢的晶粒度在8.5～9.5级，从而能够确保拉拔后由于变形均匀，残余应力少，发生变形小保证了拉拔直棒的直度满足要求。

进一步地，本申请实施方式的轴类备件用钢的组织为：珠光体和铁素体，且不出现其他异常组织。其他异常组织包括但不限于：混晶组织和具有方向性组织。

下面对于该轴类备件用钢的关键成分Si、Mn、S、O以及其他成分的取值范围的限定理由进行说明：

Si：≤0.03％；

该钢中硅含量控制是影响直度的主要原因，本申请硅含量控制在Si：≤0.03％，确保了拉拔直棒的直度满足要求。主要原因是硅是弹性模量元素，硅含量高，会造成拉拔直棒发生弹性变形，造成直度不稳定，满足不了要求。而且硅含量过高时会导致降低钢的塑韧性，并易形成夹杂物，恶化钢的性能。

进一步地，在本申请一些实施方式中，上述的化学成分Si的取值范围在0.03-0.001％。进一步可选地，上述的化学成分Si的取值范围在0.01-0.009％。示例性地，上述的化学成分Si的取值为0.02％、0.005％或者0.003％。

S：0.320～0.380％；

该钢中加入硫元素，形成硫化锰夹杂物，在切削加工时易于断屑，润滑刀具，提高切削性能。一些现在技术中加入铅作为易切削元素，然而铅有毒有害，不符合环保要求。本申请方案用硫代替铅，实现了该钢种的环保性能。该钢种硫含量控制为0.320～0.380％。

进一步地，在本申请一些实施方式中，上述的化学成分S的取值范围在0.330～0.370％。进一步可选地，上述的化学成分S的取值范围在0.340～0.360％。示例性地，上述的化学成分S的取值为0.321％、0.332％、0.342％、0.352％、0.363％或者0.374％。

T.O：100～140PPm；

钢中氧含量：切削性能的好坏，主要与钢中硫化锰夹杂物的形貌有关，硫化锰夹杂物在钢中主要有三种类型，Ⅰ类硫化锰为球形或纺锤形，对切削性能最有利，II类硫化锰在晶界处呈棒状、链状或扇形群聚分布，容易变形，切削性与机械性能都较差。III类硫化锰块状，有棱角而且在钢中无规则分布，常为单相夹杂物，极易变形，切削性与机械性能最差。硫化物的形态变化与氧含量有关，当钢中氧活度高时，生成第Ⅰ类硫化物，即氧硫共晶复合硫化物；即高氧条件使得发生偏晶反应L1→Fe(s)+L2(MnS)，而低氧条件下一般发生共晶反应L1→Fe(s)+MnS(s)生成聚集II类MnS。高硫钢一般主要对切削性能要求较高，较高的氧含量下力学性能仍能符合要求。总氧含量的增加促使硫化物由Ⅱ类向Ⅰ类转变，使得硫化物弥散分布，对切削性能有利。根据统计数据分析，自由氧和全氧(T.O)的差别约50PPm，如自由氧控制为70ppm，对应的钢材全氧检测约为120ppm。因此，该钢种生产过程自由氧控制为60～80ppm，则成品钢中全氧(T.O)控制为100～140ppm。

进一步地，在本申请一些实施方式中，上述的化学成分T.O的取值范围在101～138ppm。进一步可选地，上述的化学成分T.O的取值范围在110～135ppm。示例性地，上述的化学成分T.O的取值为102ppm、105ppm、112ppm、115ppm、120ppm、125ppm或者135ppm。

P：0.040～0.090％；

磷是有害杂质元素，来源于矿石和生铁等炼钢原料，磷能提高钢的强度，但使塑性、韧性降低，使钢的脆性转变温度急剧升高，即提高钢的冷脆性(低温脆性)，可以改善切削性能，因此，该钢种加入少量磷元素，含量控制在0.040～0.090％。

进一步地，在本申请一些实施方式中，上述的化学成分P的取值范围在0.045～0.085％。进一步可选地，上述的化学成分P的取值范围在0.050～0.080％。示例性地，上述的化学成分P的取值为0.055％、0.060％、0.065％、0.070％、0.075％或者0.080％。

Mn：1.100～1.450％；

锰对碳钢的力学性能有良好的作用，它以固溶强化存在钢中，能提高热轧碳钢的强度和硬度。该钢种不加入其它脱氧剂，锰还作为脱氧的元素加入起到脱氧效果，同硫结合形成硫化锰，硫化锰是一种能够提高切削性能的有利夹杂物。综上，锰的范围选为1.100～1.450％。

进一步地，在本申请一些实施方式中，上述的化学成分Mn的取值范围在1.105～1.400％。进一步可选地，上述的化学成分Mn的取值范围在1.115～1.350％。示例性地，上述的化学成分Mn的取值为1.102％、1.1202％、1.1302％或者1.1402％。

C：0.030～0.080％；

碳含量增加可提高钢的强度，但该钢种不需要过高的强度，只要热轧态抗拉强度在420MPa即可，而且碳含量增加不利于冷加工性能，故要求钢中含碳量0.030～0.080％。

进一步地，在本申请一些实施方式中，上述的化学成分C的取值范围在0.035～0.075％。进一步可选地，上述的化学成分C的取值范围在0.040～0.070％。示例性地，上述的化学成分C的取值为0.045％、0.050％、0.055％或者0.060％。

在本申请一些实施方式中，以质量百分比计，轴类备件用钢的化学成分包括：

C：0.031～0.079％、Si：≤0.029％、Mn：1.101～1.440％、P：0.045～0.085％、S：0.321～0.379％、Al：≤0.008％、Cu：≤0.020％、As≤0.040％、Sn≤0.030％、Pb≤0.008％、T.O：101～139PPm，其它为Fe和不可避免的杂质。

C：0.032～0.078％、Si：≤0.028％、Mn：1.102～1.439％、P：0.046～0.084％、S：0.322～0.378％、Al：≤0.008％、Cu：≤0.020％、As≤0.040％、Sn≤0.030％、Pb≤0.008％、T.O：102～138PPm，其它为Fe和不可避免的杂质。

进一步地，该轴类备件用钢的成分中，Mn/S＝2.89～4.53。

成分质量百分含量中Mn和S的关系必须满足如下条件：锰硫比等于2.89～4.53，即Mn/S＝2.89～4.53。可以减少高硫钢裂纹的发生。

进一步可选地，该轴类备件用钢的成分中，Mn/S＝2.90～4.50。进一步可选地，该轴类备件用钢的成分中，Mn/S＝2.92～4.48。示例性地，该轴类备件用钢的成分中，Mn/S＝2.94、2.96、2.98、2.30、2.32、2.34、2.36、2.38、2.40、2.42、2.44或者2.46。

进一步地，轴类备件用钢的成分中，Cueq＝Cu％+3*As％+8*Sn％-Ni％。Cueq在0～0.12％范围内。进一步可选地，Cueq在0.01～0.12％范围内。

由于Cu、As、Sn等增加铜当量，使得它们极易在晶界偏聚，降低晶界内聚力，对宏观性能的影响为钢材的断裂功减小，韧性明显降低，因此，应该对其含量予以特别地适当控制。通过同时控制钢中铜当量(Cueq＝Cu％+3*As％+8*Sn％-Ni％)，能够有效地解决这一问题。

进一步地，轴类备件用钢的晶粒度在9.0～9.5级。

进一步地，轴类备件用钢的布氏硬度为119～128。进一步可选地，轴类备件用钢的布氏硬度为120～127。

本申请的一些实施方式提供了一种轴类备件用钢的轧后分段冷却方法，该方法适用于前述任一实施方式提供的轴类备件用钢。

该方法通过控制轧后冷却工艺，分段控制冷却工艺，实现了合适的晶粒度和表面硬度、拉伸性能指标，保证切削性能的同时，保证加工直度产品特性符合要求。

该轧后分段冷却方法在吐丝后的温降过程中进行。

根据轴类备件用钢的相变点温度设置分段冷却各个阶段的温度。

轴类备件用钢的相变点温度通过实测得到，测量工具为：Gleeble3800热模拟试验机。测得数据见表1。相变曲线为该钢种的CCT曲线，见说明书附图1。该曲线通过Gleeble3800热模拟试验机，测量数据和绘制。

表1轴类备件用钢的相变点温度

	Ac1	Ac3	Ar1	Ar3
					温度(℃)	850	930	897	745

其中，Ac3：加热时先共析铁素体全部转变成奥氏体的终了温度。

Ac1：加热时珠光体向奥氏体转变的开始温度。

Ar3：铁碳合金冷却时自A(奥氏体)中开始析出F的临界温度线。

Ar1：冷却时奥氏体向珠光体转变的开始温度。

结合轴类备件用钢的相变点温度以及风冷线零段的冷却温度设置吐丝温度为Ar3+155℃。即控制吐丝温度在890～910℃。

进一步可选地，控制吐丝温度在891～909℃。进一步可选地，控制吐丝温度在892～908℃。示例性地，控制吐丝温度在893℃、894℃、895℃、896℃、897℃、898℃、899℃、900℃、901℃、902℃、903℃、904℃、905℃、906℃或者907℃。

该方法根据风冷线分三段进行冷却。第一段包括辊道S0、S1段；第二段包括辊道S2～S7段；第三段包括末段辊道S10。需要说明的是，本申请实施方式中，对于辊道S8和S9段，不进行特别控制，可以按照本领域常规工艺参数进行控制。

吐丝后的温降过程，根据相变温度，设定各段的冷却速度，达到最佳的组织结构和晶粒度。由于晶粒度是产品加工后主要特性之一：直度的重要影响因素，对于力学性能和材料的切削性能也有影响，通过采用本申请的分段冷却的方法，能够有效地达到最佳的组织结构和晶粒度，确保轴类备件用钢的组织为：珠光体和铁素体；轴类备件用钢的晶粒度在8.5～9.5级，从而确保满足该钢的直度要求和力学性能要求。

该方法包括：

S1、控制辊道S0段、S1段的速度为0.21～0.41m/s；在S0段、S1段，控制冷却速度4.4～5.6℃/s，温度降至750～820℃。

第S0、S1以实现进入相变温度做准备，使钢材进入第S2段时开始相变，进入第S2段时温度为Ar3，即745℃。

进一步可选地，在第S0、S1段，控制冷却速度4.5～5.5℃/s，温度降至760～810℃。

示例性地，在第S0、S1，控制冷却速度4.6℃/s；或者控制冷却速度4.8℃/s；或者控制冷却速度5.2℃/s。温度降至770℃、780℃、790℃或者800℃。

需要说明的是，上述的辊道S0段、S1段的速度与不同的钢材规格相互匹配。控制辊道S0段、S1段的速度为0.21～0.41m/s，能够适用于规格分别为Φ5.5mm、Φ6.5mm、Φ8mm、Φ10mm、Φ12mm的钢材。

进一步地，在第S0、S1，打开保温罩，不开风机。

S2、控制辊道S2段至第S7段的速度为0.21～0.42m/s；控制第S2段至第S7段的冷却速度0.1～0.5℃/s，温度降至550～610℃。

S2段开始发生相变，为实现相应的晶粒度和硬度，冷却速度0.1～0.5℃/s，冷却速度较低。

进一步可选地，在第S2段至第S7段，控制进入第S2段时温度达到相变温度；并控制第S2段至第S7段的冷却速度0.2～0.4℃/s，温度降至555～605℃。进一步可选地，控制第S2段至第S7段的冷却速度0.25～0.35℃/s，温度降至556～606℃。示例性地，控制第S2段至第S7段的冷却速度0.26℃/s、0.28℃/s、0.30℃/s、0.32℃/s或者0.34℃/s；温度560℃、570℃、580℃、590℃或者600℃。

进一步地，在第S2段至第S7段，盖上保温罩，不开风机。

需要说明的是，上述的辊道第S2段至第S7段的速度与不同的钢材规格相互匹配。控制辊道S2段至第S7段的速度为0.21～0.42m/s，能够适用于规格分别为Φ5.5mm、Φ6.5mm、Φ8mm、Φ10mm、Φ12mm的钢材。

进一步地，根据风冷线上的台阶，在有台阶部位设置不同辊道速度，使钢的搭接点错开。

通过在有台阶部位设置不同辊道速度，使钢的搭接点错开，能够预先地避免钢的组织混晶异常。

S3、控制末段辊道S10的速度为0.33～0.34m/s，打开保温罩，打开风机，控制冷却速度在10～14℃/s，并使钢的表面温度降低至340～360℃。

进一步可选地，在末段辊道S10，控制冷却速度在10.5～13.5℃/s，并使钢的表面温度降低至345～355℃。进一步可选地，在末段辊道S10，控制冷却速度在11～13℃/s，并使钢的表面温度降低至345～355℃。示例性地，控制冷却速度在11℃/s或者12℃/s；并使钢的表面温度降低至346℃、347℃、348℃、350℃、352℃或者354℃。

进一步地，控制进入末段辊道S10时钢的表面温度在380～420℃。进一步可选地，控制进入末段辊道S10时钢的表面温度在385～415℃。进一步可选地，控制进入末段辊道S10时钢的表面温度在390～410℃。示例性地，控制进入末段辊道S10时钢的表面温度在395℃、400℃、405℃。

需要说明的是，上述的末段辊道S10的速度与不同的钢材规格相互匹配。控制末段辊道S10的速度为0.33～0.34m/s，能够适用于规格分别为Φ5.5mm、Φ6.5mm、Φ8mm、Φ10mm、Φ12mm的钢材。进一步地，在末段辊道S10，在末段辊道S10，风机频率30～35Hz。

进一步地，线末段，钢的表面温度已经较低，在400℃左右，此时，最后一台风机要加大风量，冷却速度在12℃/s左右，使温度降低到350℃进入集卷筒，防止芯部温度往表面扩散，造成集卷打包以后钢材反红，使组织再发生相变，造成组织异常。

以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述：

实施例1

提供一种轴类备件用钢，以质量百分比计，轴类备件用钢的化学成分包括：

C：0.050％、Si：≤0.03％、Mn：1.250％、P：0.060％、S：0.350％、Al：≤0.008％、Cu：≤0.020％、As≤0.040％、Sn≤0.030％、Pb≤0.008％、T.O：100PPm，其它为Fe和不可避免的杂质；

轴类备件用钢的组织为：珠光体和铁素体；轴类备件用钢的晶粒度在9级。该轴类备件用钢轧后分段冷却方法包括：

钢材规格为Φ5.5mm，控制辊道S0、S1的速度为0.21m/s，第S0、S1段冷却速度5.0℃/s，打开保温罩，不开风机，温度降至750℃。控制辊道S2、S3的速度为0.23m/s，S4、S5的速度为0.25m/s，S6、S7的速度为0.27m/s。在第S2段至第S7段，盖上保温罩，不开风机。控制第S2段至第S7段的冷却速度0.2℃/s，温度降至550℃。进入末段辊道S10时钢的表面温度在380℃。在末段辊道S10的速度为0.33m/s，打开保温罩，打开风机，风机频率32Hz。控制冷却速度在12℃/s，并使钢的表面温度降低至340℃。最后一台风机要加大风量，冷却速度在12℃/s左右，使温度降低到350℃进入集卷筒，防止芯部温度往表面扩散，造成集卷打包以后钢材反红，使组织再发生相变，造成组织异常。

实施例2

C：0.030％、Si：≤0.03％、Mn：1.100％、P：0.040％、S：0.320％、Al：≤0.008％、Cu：≤0.020％、As≤0.040％、Sn≤0.030％、Pb≤0.008％、T.O：128PPm，其它为Fe和不可避免的杂质；

轴类备件用钢的组织为：珠光体和铁素体；轴类备件用钢的晶粒度在8.5级。

该轴类备件用钢轧后分段冷却方法与实例1相同，所不同之处在于：第S2段至第S7段的冷却速度0.1℃/s；在末段，控制冷却速度在10℃/s，并使钢的表面温度降低至340℃。

实施例3

C：0.080％、Si：≤0.03％、Mn：1.450％、P：0.090％、S：0.380％、Al：≤0.008％、Cu：≤0.020％、As≤0.040％、Sn≤0.030％、Pb≤0.008％、T.O：120PPm，其它为Fe和不可避免的杂质；

轴类备件用钢的组织为：珠光体和铁素体；轴类备件用钢的晶粒度在9.5级。

该轴类备件用钢轧后分段冷却方法与实例1相同，所不同之处在于：第S2段至第S7段的冷却速度0.5℃/s；在末段，控制冷却速度在14℃/s，并使钢的表面温度降低至360℃。

实施例4

C：0.040％、Si：≤0.03％、Mn：1.350％、P：0.080％、S：0.370％、Al：≤0.008％、Cu：≤0.020％、As≤0.040％、Sn≤0.030％、Pb≤0.008％、T.O：110PPm，其它为Fe和不可避免的杂质；

轴类备件用钢的组织为：珠光体和铁素体；轴类备件用钢的晶粒度在9.0级。

该轴类备件用钢轧后分段冷却方法与实例1相同，所不同之处在于：第S2段至第S7段的冷却速度0.4℃/s；在末段，控制冷却速度在11℃/s，并使钢的表面温度降低至345℃。

实施例5

C：0.060％、Si：≤0.03％、Mn：1.150％、P：0.070％、S：0.330％、Al：≤0.008％、Cu：≤0.020％、As≤0.040％、Sn≤0.030％、Pb≤0.008％、T.O：115PPm，其它为Fe和不可避免的杂质；

该轴类备件用钢轧后分段冷却方法与实例1相同，所不同之处在于：第S2段至第S7段的冷却速度0.2℃/s；在末段，控制冷却速度在11.5℃/s，并使钢的表面温度降低至355℃。

实施例1～5得到的钢材盘圆的规格分别为Φ5.5mm、Φ6.5mm、Φ8mm、Φ10mm、Φ12mm，具体轧后分段冷却参数如表2。

表2

对表2中制得的5种规格的刚盘圆的性能进行检测，检测结果见表3。

1、直度检测

取表2中的实施例1～5对应的5种规格的钢材盘圆，拉拔后经过矫直成棒材，制成5个长度400mm的试样。直度检测方法是：以试样两头支撑，然后旋转被测试样，同时读取百分表的数据，用百分表的跳动数据来表征棒材试样的直度。

2、切削性能检测

金属材料的切削性能是一个综合指标，通常是指材料切削加工中生产率、刀具寿命、切削力、切屑形状及切削加工之后零件表面粗糙度的综合。

本申请是通过车削试验，给定车削速度、切削深度、进给量，车削完成后，定性地观察表面粗糙度、切削屑的断屑情况，给出切削性能好坏的对比等级，A级最好，B级其次、C级最差。

表3

轴类用钢要求直度≤0.050mm/400mm，从表3的检测结果可以看出，采用本申请实施方式制得的轴类备件用钢直度在0.028～0.040范围内，远远超出一般标准要求，说明本申请的轴类用钢具有优异的直度性能。并且一般轴类用钢切削性能要求在BB，而本申请的轴类用钢切削性能AA，可见本申请的轴类用钢具有优异的切削性能。

对实施例1制得的轴类用钢的组织采用金相显微镜进行检测，检测其晶粒度。依据GB/T 13298-1991金属显微组织检测方法和GB/T 13299-1991金属显微组织检测方法，截取横向试样，经研磨、抛光制成金相试样，经4％硝酸酒精溶液腐蚀后的样品置于金相显微镜下观察(结果如图2所示)：金相组织为铁素体+珠光体，基体上分布有大量点状硫化物，依据GB/T 6394-2002金属平均晶粒度测定法(比较法)，F晶粒度为9级。

对比例1

提供一种轴类备件用钢，与实施例1基本相同，所不同之处在于，钢组织中有异常组织：方向性组织，其组织如图3所示，测得其切削性能为AA，但拉拔后的直度为0.109mm/400mm。直度不符合要求。见表4。

对比例2

提供一种轴类备件用钢，与实施例1基本相同，所不同之处在于，钢的成分不相同，具体如下：C：0.060％、Si：≤0.03％、Mn：1.550％、P：0.070％、S：0.030％、Al：≤0.008％、Cu：≤0.020％、As≤0.040％、Sn≤0.030％、Pb≤0.008％、T.O：30PPm，其它为Fe和不可避免的杂质；测得其切削性能为CC，拉拔后的直度为0.062mm/400mm。切削性能差，而且直度不符合要求。见表4。

对比例3

提供一种轴类备件用钢，与实施例1基本相同，所不同之处在于，没有进行分段冷却。冷却速度适中保持一致。钢材偶尔出现混晶显现(见图4)，测得其切削性能为BC，拉拔后的直度为0.066mm/400mm。切削性能差，而且直度不符合要求。见表4。

表4

规格(mm)	直度mm/400mm	切削性能
			对比例1	0.109	AA
对比例2	0.062	CC
			对比例3	0.066	BC

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种轴类备件用钢，其特征在于，以质量百分比计，所述轴类备件用钢的化学成分包括：

所述轴类备件用钢的组织为：珠光体和铁素体；所述轴类备件用钢的晶粒度在8.5～9.5级。

2.根据权利要求1所述的轴类备件用钢，其特征在于，所述轴类备件用钢的成分中，Mn/S＝2.89～4.53。

3.根据权利要求1所述的轴类备件用钢，其特征在于，

所述轴类备件用钢的成分中，Cueq＝Cu％+3*As％+8*Sn％-Ni％；

所述Cueq在0～0.12％范围内。

4.根据权利要求1所述的轴类备件用钢，其特征在于，所述轴类备件用钢的布氏硬度为119～128。

5.根据权利要求1-4任一项所述的轴类备件用钢的轧后分段冷却方法，其特征在于，包括：

控制辊道S0段、S1段的速度为0.21～0.41m/s；在S0段、S1段，控制冷却速度4.4～5.6℃/s，温度降至750～820℃；

6.根据权利要求5所述的轧后分段冷却方法，其特征在于，

控制进入第S2段时温度达到相变温度。

7.根据权利要求5所述的轧后分段冷却方法，其特征在于，

在所述S0、S1段，打开保温罩，不开风机；

在所述第S2段至第S7段，盖上保温罩，不开风机。

8.根据权利要求5所述的轧后分段冷却方法，其特征在于，

控制进入所述末段辊道S10时钢的表面温度在380～420℃。

9.根据权利要求5所述的轧后分段冷却方法，其特征在于，

在所述末段辊道S10，所述风机频率30～35Hz。

10.根据权利要求5所述的轧后分段冷却方法，其特征在于，所述轧后分段冷却方法在吐丝后的温降过程中进行；

吐丝温度890～910℃。