CN113546979A - 高强度金属棒材的制备工艺 - Google Patents

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胡爱民
陈红卫
胡俊
陈君
王恩瑞
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
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    • C21D8/06—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
    • C21D8/065—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires of ferrous alloys

Abstract

本发明涉及一种高强度金属棒材的制备工艺，采用1144钢材为原料进行加工以替代44SMn28材料，加工后材料的抗拉强度不小于800MPa，包括如下工艺流程：热轧材‑正火‑喷砂‑初矫直‑拉拔‑切断‑精矫直，其中，正火步骤为850±10℃保温120±20分钟出炉冷却。本发明通过采用与44SMn28材料成分和性能相近的国产1144材料为原料来实现国产替代，大大降低了材料成本；在合适的温度下进行正火，对增加1144材料的强度具有较好的效果；完全可以实现用国产1144材料替代进口44SMn28材料，具有较高的经济价值，打破国了外对于44SMn28材料的垄断，利国利民。

Description

高强度金属棒材的制备工艺
技术领域
本发明属于金属加工技术领域，具体涉及一种高强度金属棒材，尤其是国产1144钢材的强化工艺。
背景技术
因普通钢坯轧制比小等原因，热轧态机械性能低，冷拉后强度满足不了某公司的规范S 130285 K800要求，国内企业难以生产出合乎要求的产品，因而该公司一直从欧美进口44SMn28材料，该进口该材料不仅价格高，并且采购周期长也较长，如果能够实现国产替代，不仅能够产生巨大的经济效益，还能减少国外的运输、沟通、政策等影响，大大缩短采购周期，使生产安排更加灵活，提高效率，减少不必要的浪费。
为响应国家号召实现国产替代进口，节约企业的采购成本，减少被国外卡脖子的风险，如果能够在现有国产钢材的基础上，通过各种加工，研究出一种能够达到甚至超过欧美进口的44SMn28材料，实现国产替代，必然能创造较大的经济效益，节约下游生产企业成本，对国内经济内循环做出贡献。
发明内容
本发明的另一个目的是提供一种高强度金属棒材的制备工艺，以实现44SMn28材料的国产替代。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种高强度金属棒材的制备工艺，采用1144钢材为原料进行加工以替代44SMn28材料，加工后材料的抗拉强度不小于800MPa，包括如下工艺流程：
热轧材-正火-喷砂-初矫直-拉拔-切断-精矫直，其中，正火步骤为850±10℃保温120±20分钟出炉冷却。
优选的是，所述正火步骤为850±5℃保温120分钟出炉冷却。
优选的是，在选择1144钢材规格时，直径26规格以上1144钢材的热轧材原始硬度在196-204HBW之间，经正火后材料硬度在220-225HBW之间。
优选的是，所述冷却采用的方式为风冷。
优选的是，所述风冷过程中采用雾化水喷淋。
优选的是，所述风冷过程中，待材料冷却至700-750℃时，采用喷洒方式，使卷料的温度迅速降至600-650℃。
优选的是，所述1144钢材在风冷过程中每吨的喷洒量为6-15L。
本发明的高强度金属棒材的制备工艺，至少具有以下优点：
通过采用与44SMn28材料成分和性能相近的国产1144材料来实现国产替代，大大降低了材料成本；在合适的温度下，即850±10℃保温120±20分钟进行正火，对增加1144材料的强度具有较好的效果；完全可以实现用国产1144材料替代进口44SMn28材料，解决了该材料长期需要进口的瓶颈，具有较高的经济价值，打破国了外对于44SMn28材料的垄断，利国利民。
附图说明
图1为1144与44SMn28成分对比表。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
一种高强度金属棒材的制备工艺，采用1144钢材为原料进行加工以替代44SMn28材料，国产1144材料与44SMn28材料化学成分基本一致(见图1)。现有国产直径26以上规格1144材料常规冷拉后机械性能达不到800MPa，1144材料的常规加工工艺流程为：热轧材-喷砂-矫直-拉拔-切断，常规工艺直径26规格以上的1144材料，拉拔后其机械性能，抗拉只能徘徊在750MPa，不能满足规范S 130285 K800的要求。
加工后材料的抗拉强度不小于800MPa，包括如下工艺流程：
热轧材-正火-喷砂-初矫直-拉拔-切断-精矫直，其中，正火步骤为850±10℃保温120±20分钟出炉冷却。进一步的，所述正火步骤为850±5℃保温120分钟出炉冷却。
在选择1144钢材规格时，直径26规格以上1144钢材的热轧材原始硬度在196-204HBW之间，经正火后材料硬度在220-225HBW之间。
值得说明的是，正火步骤只能设于热轧材之后，若设于喷砂步骤后，则否则材料正火后会重新变成光棒，若初矫直、切断后再统一正火处理，则正火效果会削弱，无法达标。
所述冷却采用的方式为出炉风冷。
实施例2
与实施例1类似，其区别之处在于，所述出炉风冷过程中采用雾化水喷淋。所述风冷过程中，待材料冷却至700-750℃时，采用喷洒方式，使卷料的温度迅速降至600-650℃，喷洒宜2min内完成。喷洒应注意喷洒的均匀性，必要时可将喷头伸入成卷的材料内部。所述1144钢材在风冷过程中每吨的喷洒量为6-15L，对于喷洒量的控制能防止材料冷却时温度过多的下降而使材料整体变脆，抗拉等性能下降。正火材料在稍快的冷却中使珠光体的晶粒细化，在冷却过程中的次高温阶段喷水冷却，加快降温速度，不仅可以缩短冷却过程，还能有效提高加工后1144钢材表面的硬度(表面的硬度有时可超过225HBW)，对于材料冷拉后材料的抗拉强度也有0.5％-2％的加成。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (7)

1.一种高强度金属棒材的制备工艺，其特征在于，采用1144钢材为原料进行加工以替代44SMn28材料，加工后材料的抗拉强度不小于800MPa，包括如下工艺流程：
热轧材-正火-喷砂-初矫直-拉拔-切断-精矫直，其中，正火步骤为850±10℃保温120±20分钟出炉冷却。
2.根据权利要求1所述的高强度金属棒材的制备工艺，其特征在于，所述正火步骤为850±5℃保温120分钟出炉冷却。
3.根据权利要求1所述的高强度金属棒材的制备工艺，其特征在于，在选择1144钢材规格时，直径26规格以上1144钢材的热轧材原始硬度在196-204HBW之间，经正火后材料硬度在220-225HBW之间。
4.根据权利要求1所述的高强度金属棒材的制备工艺，其特征在于，所述冷却采用的方式为风冷。
5.根据权利要求4所述的高强度金属棒材的制备工艺，其特征在于，所述风冷过程中采用雾化水喷淋。
6.根据权利要求5所述的高强度金属棒材的制备工艺，其特征在于，所述风冷过程中，待材料冷却至700-750℃时，采用喷洒方式，使卷料的温度迅速降至600-650℃。
7.根据权利要求6所述的高强度金属棒材的制备工艺，其特征在于，所述1144钢材在风冷过程中每吨的喷洒量为6-15L。
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