CN115161546A - 一种10.9级高强度紧固件用冷镦钢盘条及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种10.9级高强度紧固件用冷镦钢盘条及其生产方法，所述冷镦钢盘条的成分按重量百分比为：C：0.23～0.30％，Si：0.10～0.20％，Mn：1.10～1.20％，Cr：0.35～0.60％，B：0.0008～0.0016％，P≤0.015％，S≤0.008％，其余为铁和杂质，通过设定冷镦钢盘条的组分及重量百分比，兼顾紧固件的强度及冷镦性能，利用本发明设定的组分及重量百分比生产的冷镦钢盘条，能够满足10.9级高强度紧固件的需求；在冷镦钢盘条的生产过程中，控制盘条轧制阶段的温度以及冷却阶段的冷却速度，避免盘条成品中异常组织的生成，提高冷镦钢盘条的性能及表面质量。

Description

一种10.9级高强度紧固件用冷镦钢盘条及其生产方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种10.9级高强度紧固件用冷镦钢盘条及其生产方法。
背景技术
冷镦是在室温下采用一次或多次冲击加载，广泛用于生产螺钉、销订、螺母等标准件。冷镦工艺可节省原料、降成本，而且通过冷作硬化和后续的热处理提高工件的抗拉强度，改善性能。
冷镦钢制成的紧固件，要求材料内部组织成分控制严格、机械性能好、尺寸精度高、表面光洁，而且具备高耐磨性、高韧性与高强度等特性，能更好为装备制造提供基础和保障。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种10.9级高强度紧固件用冷镦钢盘条及其生产方法，提高冷镦钢盘条的表面质量及性能。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种10.9级高强度紧固件用冷镦钢盘条，所述冷镦钢盘条的成分按重量百分比为：C： 0.23～0.30％，Si：0.10～0.20％，Mn：1.10～1.20％，Cr：0.35～0.60％，B：0.0008～0.0016％，P ≤0.015％，S≤0.008％，其余为铁和杂质。
一种10.9级高强度紧固件用冷镦钢盘条的生产方法，包括以下步骤：
步骤一，转炉冶炼；
步骤二，LF炉精炼；
步骤三，VD真空精炼；
步骤四，方坯连铸；
步骤五，钢坯热装；
步骤六，盘条轧制；
步骤七，冷却成型。
进一步的技术方案，所述盘条轧制包括开始轧制、减定径及吐丝阶段。
更进一步的技术方案，所述开始轧制的温度为870-940℃。
更进一步的技术方案，所述减定径温度为760-800℃。
更进一步的技术方案，所述吐丝温度为780-800℃。
进一步的技术方案，所述冷却采用大盘卷线堆冷工艺或斯太尔摩线控冷工艺。
更进一步的技术方案，所述大盘卷线堆冷工艺的冷却速度为0.15-0.8℃/s。
更进一步的技术方案，所述斯太尔摩线控冷工艺的冷却速度为0.3-2.5℃/s。
本发明的有益效果为：
(1)本发明在盘条轧制阶段，将开始轧制的温度控制在870-940℃、减定径温度控制在 760-800℃、吐丝温度控制在780-800℃，避免异常组织的生成，提高冷镦钢盘条的性能；
(2)本发明在冷却阶段，通过控制冷却速度，避免盘条成品中出现马氏体、贝氏体、魏氏体组织，提高冷镦钢盘条的表面质量及力学性能；
(3)本发明通过设定冷镦钢盘条的组分及重量百分比，兼顾紧固件的强度及冷镦性能，利用本发明设定的组分及重量百分比生产的冷镦钢盘条，能够满足10.9级高强度紧固件的需求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
本发明一种10.9级高强度紧固件用冷镦钢盘条的所含组分及重量百分比为：C：0.23～0.30％，Si：0.10～0.20％，Mn：1.10～1.20％，Cr：0.35～0.60％，B：0.0008～0.0016％，P ≤0.015％，S≤0.008％，其余为铁和杂质。
上述组分及其范围的设定理由如下：
C是影响冷镦钢冷塑性变形的最主要元素，综合考虑紧固件的强度及冷镦性能的平衡，避免碳含量过高或过低对紧固件及冷镦钢盘条的不良影响，将C的含量控制在0.23～0.30％。
在冷镦钢中适量设置Si的含量，有利于弹性极限及增加冷镦钢的耐腐蚀性，过高的硅含量导致冷镦钢急剧形成非金属夹杂物，故将Si的含量控制在0.10～0.20％。
Mn在炼钢过程中能起到脱氧的作用，同时提高冷镦钢的淬透性，Mn的含量控制在1.10～1.20％。
由于P的固溶强化及加工硬化作用极强，使钢容易受酸的侵蚀，且易导致产品开裂，设置冷镦钢中P≤0.015％。
S的存在促使冷镦钢产生热脆和生锈，但S与P、Mn的化合物能改善切削性能，有利于攻螺纹。为保证冷镦钢盘条具有良好的性能，设置冷镦钢中S≤0.008％。
Cr是固溶强化元素，能有效提高钢锭的淬透性，保证大规格盘条淬火后的强度和硬度。因此，Cr的含量控制在0.35～0.60％。
B可大幅度提高淬透性。B以自由硼的形式存在于钢中时，可在淬火时偏聚于奥氏体晶界，抑制铁元素形核，从而提高钢的淬透性。将B的含量控制在0.0008～0.0016％。
本发明一种10.9级高强度紧固件用冷镦钢盘条的生产方法，具体包括如下步骤：
步骤一，转炉冶炼
在转炉冶炼工序中，出钢前定氧，可采用铝锭脱氧方式。
步骤二，LF炉精炼
LF精炼工序前期采用铝粒强化脱氧和脱硫，LF炉出站前将所有元素调整至目标成分， LF精炼全程采用弱搅拌操作，搅拌气体为氩气。
步骤三，VD真空精炼
VD真空精炼采用高真空度，高真空度控制在67Pa以内，并保持不少于20min。
步骤四，方坯连铸
连铸结晶器采用电磁搅拌，搅拌电流为255-260A，执行拉速1.8m/min恒拉速控制。
步骤五，钢坯热装
将铸坯置于加热炉中加热，其中加热炉均热温度为1000-1050℃。
步骤六，盘条轧制
1)开始轧制阶段，轧制的温度为870-940℃；
2)减定径阶段，减定径温度为760-800℃；
3)吐丝阶段，吐丝温度为780-800℃。
步骤七，冷却
采用大盘卷线堆冷或斯太尔摩线控冷工艺，称为盘条成品；其中大盘卷线堆冷工艺的冷却速度为0.15-0.8℃/s，斯太尔摩线控冷工艺在吐丝后进行控制冷却，冷却速度为0.3-2.5℃/s；通过冷却工艺的控制，避免盘条成品中出现马氏体、贝氏体、魏氏体组织，提高冷镦钢盘条的表面质量及力学性能。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种10.9级高强度紧固件用冷镦钢盘条，其特征在于，所述冷镦钢盘条的成分按重量百分比为：C：0.23～0.30％，Si：0.10～0.20％，Mn：1.10～1.20％，Cr：0.35～0.60％，B：0.0008～0.0016％，P≤0.015％，S≤0.008％，其余为铁和杂质。
2.一种基于权利要求1所述的10.9级高强度紧固件用冷镦钢盘条的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，转炉冶炼；
步骤二，LF炉精炼；
步骤三，VD真空精炼；
步骤四，方坯连铸；
步骤五，钢坯热装；
步骤六，盘条轧制；
步骤七，冷却成型。
3.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述盘条轧制包括开始轧制、减定径及吐丝阶段。
4.根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于，所述开始轧制的温度为870-940℃。
5.根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于，所述减定径温度为760-800℃。
6.根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于，所述吐丝温度为780-800℃。
7.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述冷却采用大盘卷线堆冷工艺或斯太尔摩线控冷工艺。
8.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于，所述大盘卷线堆冷工艺的冷却速度为0.15-0.8℃/s。
9.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于，所述斯太尔摩线控冷工艺的冷却速度为0.3-2.5℃/s。
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