CN115637387B - 无网状碳化物弹簧钢线材制造方法及产品 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种无网状碳化物弹簧钢线材制造方法及产品，涉及线材制造领域。旨在改善弹簧钢线材制造易产生网状碳化物的问题。无网状碳化物弹簧钢线材制造方法包括：C：0.62‑0.67％，Si：0.15‑0.25％，Mn：0.92‑0.98％，Als：0.008‑0.014％，B：0.0010‑0.0025％，P≤0.020％，S≤0.020％，Cr≤0.08％，Mo≤0.008％，其中，弹簧钢线材的直径范围为5.5mm‑20mm。无网状碳化物弹簧钢线材产品采用无网状碳化物弹簧钢线材制造方法制造得到。能够减少无网状碳化物的产生，得到的弹簧钢盘条力学性能优良，具良好的冷拉拔性能。

Description

无网状碳化物弹簧钢线材制造方法及产品

技术领域

本发明涉及线材制造领域，具体而言，涉及一种无网状碳化物弹簧钢线材制造方法及产品。

背景技术

钢的网状碳化物是一种缺陷组织，其形成机理是奥氏体发生共析转变时，奥氏体中的碳化物先行沿晶界析出，形成网状碳化物。网状碳化物一般存在于GCr15等过共析钢及高合金钢中。但在生产过程中发现，如果铸坯心部偏析明显、成分设计不合理、轧制及轧后冷却工艺控制不当等原因，在一些亚共析钢的合金弹簧钢中，也会产生心部网状碳化物异常组织，比如传统的大规格的65Mn热轧线材产品(直径≥9mm)极易产生心部网状碳化物，规格越大，越容易产生心部网状碳化物。

如果线材中存在心部网状碳化物，将极大恶化材料的冷加工性能。存在心部网状碳化物的弹簧钢线材产品，力学性能差，拉伸性能断面收缩率一般低于25％。存在网碳的弹簧钢线材在冷拉拔过程中极易在网状碳化物处诱发裂纹，裂纹从内部向外不断扩展，致至断裂。大量数据表明，存在心部网状碳化物的弹簧钢线材产品的最大冷拉拔减面率小于30％，基本无冷拉拔性能，即使在拉拔过程中没有发生断裂，在后续的缠绕制簧过程中也会形成断裂或使用寿命大幅下降。因此存在网状碳化物的弹簧钢线材，在后续使用过程中危害极大，不能使用低成本的冷加工工艺加工弹簧产品。由于这种网状碳化物可能不是连续存在，而是间断存在，出厂生产检测往往无法检测到，但在下游用户进行冷拉拔加工时网状碳化物部位发生断裂，这种情况只能报废处理，带来很大的质量损失。

现有技术无法有效消除65Mn等高碳钢线材产品中的网状碳化物，特别是8mm以上大规格热轧线材产品。规格越大，越容易产生心部网状碳化物。大于9mm以上规格的线材，存在网碳批次的概率高达85％，无法有效解决大规格线材产品网碳质量问题。

使用现有标准和生产技术还有一个无法解决的相互矛盾的技术难题。盘条吐丝后，加大风冷辊道风机开合度和频率，加大盘条吐丝后的冷却速度，在一定程度上可以减少网状碳化的析出概率，但会带来另外一个严重的质量问题：盘条极易在风冷辊道中产生贝氏体，甚至马氏体低温相变组织，如果盘条存在这两种组织，线材无冷拉拔性能，只能整批作废处理，带来严重的质量和经济损失。一个实际例子是，使用现有技术，生产一批10mm规格65Mn盘条，心部存在马氏体，呈孤岛状，学术上称这种组织为马奥岛组织，存在这种组织的线材也无法进行冷拉拔加工。

为了规范网状碳化物和心部马氏体的评级，国家有专门的标准进行了明确和规定《制丝用非合金钢盘条第1部分：一般要求》(GB/T 24242.1)，这也从侧面说明了这两种缺陷组织在碳含量超过0.40％的盘条中就容易产生心部网状渗碳体及马氏体等异常组织，因此制定了国家标准进行评级及验收。

现有技术无法有效保证高碳钢弹簧钢盘条，特别是直径≥9mm大规格的热轧盘条无网状碳化物。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种无网状碳化物弹簧钢线材制造方法，其能够改善弹簧钢线材制造易产生网状碳化物的问题。

本发明的目的还包括，提供了一种无网状碳化物弹簧钢线材产品，其能够改善弹簧钢线材制造易产生网状碳化物的问题。

本发明的实施例可以这样实现：

本发明的实施例提供了一种无网状碳化物弹簧钢线材制造方法，所述弹簧钢线材采用的各组分及各组分所占质量百分比包括：C：0.62-0.67％，Si：0.15-0.25％，Mn：0.92-0.98％，Als：0.008-0.014％，B：0.0010-0.0025％，P≤0.020％，S≤0.020％，Cr≤0.08％，Mo≤0.008％，其中，所述弹簧钢线材的直径范围为5.5mm-20mm。

另外，本发明的实施例提供的无网状碳化物弹簧钢线材制造方法还可以具有如下附加的技术特征：

可选地，所述弹簧钢线材的网状碳化物析出风险指数Pnc≤4.95％，Pnc＝5*M-C+2.5*M-Cr+5*M-Mo+1.5*M-Mn；

其中，M-C为C所占质量百分比，M-Cr为Cr所占质量百分比，M-Mo为Mo所占质量百分比，M-Mn为Mn所占质量百分比。

可选地，根据所述网状碳化物析出风险指数Pnc，对所述弹簧钢线材进行分级轧制。

可选地，所述根据所述网状碳化物析出风险指数Pnc，对所述弹簧钢线材进行分级轧制的步骤包括：

若铸坯的Pnc≤4.80％，可轧制的所述弹簧钢线材的直径范围为5.5-20mm；

若4.80％＜铸坯的Pnc≤4.95％，可轧制的所述弹簧钢线材的直径范围为5.5-8mm。

可选地，所述弹簧钢线材的控轧控冷轧制条件包括：开轧温度：880℃-910℃，预精轧温度BGV：860℃-880℃，精轧入口温度TMB：860℃-880℃，吐丝温度：860℃～880℃。

可选地，所述对所述弹簧钢线材吐丝后的冷却速度分三个阶段进行控制的步骤包括：

第一阶段：吐丝温度至720-700℃区间，控制盘条冷却速度为13-15℃/s；

第二阶段：盘条温度降低至700-620℃区间，控制盘条冷却速度3-6℃/s；

第三阶段：盘条温度降低至620-420℃区间，控制盘条冷却速度2-4℃/s。

可选地，所述第一阶段：吐丝温度至720-700℃区间，控制盘条冷却速度为13-15℃/s的控制条件包括：控制风机频率为38-50Hz，辊道速度为1.25-1.65m/s，保温罩全开；

所述第二阶段：盘条温度降低至700-620℃区间，控制盘条冷却速度3-6℃/s的控制条件包括：控制风机频率为30-40Hz，辊道速度为1.10-1.25m/s，保温罩全开；

所述第三阶段：盘条温度降低至620-420℃区间，控制盘条冷却速度2-4℃/s的控制条件包括：控制风机频率为20-40Hz，辊道速度为1.10-1.25m/s，保温罩全开。

本发明的实施例还提供了一种无网状碳化物弹簧钢线材产品。所述无网状碳化物弹簧钢线材产品采用无网状碳化物弹簧钢线材制造方法得到。

可选地，所述无网状碳化物弹簧钢线材产品的珠光体和索氏体团块平均尺寸≤30μm，铁素块平均尺寸≤3μm，表面氧化铁皮平均厚度≤8μm。

本发明实施例的无网状碳化物弹簧钢线材制造方法及产品的有益效果包括，例如：

无网状碳化物弹簧钢线材制造方法，弹簧钢线材采用的各组分及各组分所占质量百分比包括：C：0.62-0.67％，Si：0.15-0.25％，Mn：0.92-0.98％，Als：0.008-0.014％，B：0.0010-0.0025％，P≤0.020％，S≤0.020％，Cr≤0.08％，Mo≤0.008％，其中，弹簧钢线材的直径范围为5.5mm-20mm。采用上述成分制得的弹簧钢线材不易产生网状碳化物，提高弹簧钢线材产品组织均匀性和拉拔性能，扩大产品规格及可冷拉拔性能，降低线材使用成本和质量风险。

无网状碳化物弹簧钢线材产品，采用无网状碳化物弹簧钢线材制造方法得到，能够改善弹簧钢线材制造易产生网状碳化物的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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发明的某些实施例，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为本发明实施例提供的无网状碳化物弹簧钢线材制造方法的步骤框图；

图2为本发明实施例提供的无网状碳化物弹簧钢线材制造方法中实施例1显微组织的示意图；

图3为本发明实施例提供的无网状碳化物弹簧钢线材制造方法中实施例1边缘组织及表面氧化铁皮的示意图；

图4为本发明实施例提供的无网状碳化物弹簧钢线材制造方法中对比例5心部存在网状碳化物的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

下面结合图1至图4对本实施例提供的无网状碳化物弹簧钢线材制造方法进行详细描述。

请参照图1，本发明的实施例提供了一种无网状碳化物弹簧钢线材制造方法，弹簧钢线材采用的各组分及各组分所占质量百分比包括：C：0.62-0.67％，Si：0.15-0.25％，Mn：0.92-0.98％，Als：0.008-0.014％，B：0.0010-0.0025％，P≤0.020％，S≤0.020％，Cr≤0.08％，Mo≤0.008％，其中，弹簧钢线材的直径范围为5.5mm-20mm。弹簧钢线材还包括其他Fe及不可避免的杂质。采用上述各组分及各组分所占质量百分比制造弹簧钢线材，能够减少网状碳化物的产生。

本发明的实施例提供的一种无网状碳化物弹簧钢线材制造方法，针对现有技术不足，运用网状碳化物(第二相)析出必须满足的成分、能量、结构起伏的三大必要条件，通过设计成分，引入网碳析出风险指数，运用微合金化元素晶界优先析出机理，阻断网状碳化物(第二相)析出的必要条件，破坏上述析出条件，结合控制控冷工艺技术，提供无网状碳化物弹簧钢线材制造方法及产品，提高弹簧钢线材产品组织均匀性和拉拔性能，扩大产品规格及可冷拉拔性能，降低线材使用成本和质量风险。

C元素，在钢中起固溶强化作用。碳含量高，有利于提高盘条强度；也有利于提高索氏体含量，但碳含量越高，叠加心部偏析影响，局部碳含量可能达到共析成分，后续风冷过程中心部的冷却速度又明显低于表面冷却速度；因此易形成网状渗碳体。发明人通过大量实践发现，碳含量越高，网状碳化物析出概率也越高，碳含量高于0.68％时，9mm以上大规格线材心部析出网碳的概率高达30％以上。因此，本实施例中，碳含量控制在0.62-0.67％之间，减少大规格盘条心部析出网状渗碳体组织。

Mn元素，是强化元素。以往经验认为锰不是强的碳化物结合元素，提高锰含量，有利于提高盘条强度，且不会明显影响碳化物的形成。发明人通过大量实践发现，锰虽然不是强的碳化物结合元素，但锰元素在一定条件下促进碳元素在心部的偏析，另一方面，锰与碳有一定程度的结合，形成合金碳化物，促进局部成分达到过共析成分，在后续冷却过程中，促进析出网状碳化物；锰含量越高，网状碳化物析出概率越高。本实施例中，Mn含量控制在0.92～0.98％之间，可减少盘条心部析出网状渗碳体组织。

B元素在本实施例中的作用机理如下：能够抑制网碳析出作用机理。由于连铸钢水选分结晶等凝固特性影响，铸坯心部碳、锰等元素偏析很难完全消除，改善连铸工艺只能一定程度上减少偏析，但无法完全消除，需要采取组合措施，避免盘条心部析出网状渗碳体组织。适当添加一定量的B元素就是本实施例的关键措施。本实施例中，B起微量元素作用，是抑制网状碳化物析出的关键元素。其作用原理如下：在元素周期表中，B是4号元素，C是6号元素，两者都是轻元素，硼元素更容易在奥氏体晶界处偏聚，生成微晶共格硼相，使晶界能量降低，这就导致碳化物等其它新相在晶界处形核困难；另一方面由于硼元素更容易在奥氏体晶界处偏聚，占据了晶界的间析位置，也导致碳在晶界处的扩散困难。上述两种机理都会起到抑制碳化物在晶界的形成和析出作用，从而有效抑制网状碳化物的形成和析出。同时，发明人发现B含量高，虽然有利于抑制网状碳化物的形成和析出，但硼含量过高，会带来盘条塑性性能降低，影响盘条的冷拉拔性能，所制造的弹簧易脆断等弊端。综上，本实施例中，B含量限定在0.0010～0.0025％之间。在这个范围内，既能有效发挥硼元素对网状碳化物析出作用，又能获得良好的塑性性能，保证盘条良好的拉拔性能。

ALs，也是关键元素，起脱氧、细化晶粒、降低钢中自由氧含量，为硼的有效添加创造条件的作用。同时发明人通过大量实践发现，钢中过高的ALs含量，在一定程度上反而会促进心部网状碳化物的析出，因此需要控制钢中ALs含量范围。本实施中，Als为0.008～0.014％，此含量既能有效降低钢中氧含量，为硼的有效添加创造条件，提高硼的收得率，最大化提高硼元素阻断网状碳化物析出的能力。同时钢中少量ALs，可以有效细化奥氏体晶粒度，提高盘条的塑性性能和拉拔性能。

Cr、Mo元素，在本钢种中是属于残余元素。Cr、Mo元素是碳化物强结合元素，Cr、Mo元素在钢中扩散困难，极易形成合金碳化物第二相物质，因此，本实施例中，Cr、Mo含量越低越好。

本实施例中，弹簧钢线材的网状碳化物析出风险指数Pnc≤4.95％，Pnc＝5*M-C+2.5*M-Cr+5*M-Mo+1.5*M-Mn；其中，M-C为C所占质量百分比，M-Cr为Cr所占质量百分比，M-Mo为Mo所占质量百分比，M-Mn为Mn所占质量百分比。具体的，Pnc＝5×M-C+2.5×M-Cr+5×M-Mo+1.5×M-Mn≤4.95％。

网状碳化物析出风险指数Pnc，在本实施例中的作用机理如下：发明人通过大量实践，发现钢中的C、Mn、Cr、Mo这四个元素对网状碳化物的析出起联合作用。当钢中同时存在这四个元素时，会强烈促进合金碳化物的形成和析出，特别是极易形成微区成分偏析，在局部达到共析成分，在后续控冷过程中析出网状碳化物。弹簧钢规格越大，C、Mn、Cr、Mo这四个元素对网状碳化物的析出促进作用就越显著。本实施例中，引入网状碳化物析出风险指数Pnc，综合考虑C、Mn、Cr、Mo这四个元素对网碳析出贡献，因此引入网状碳化物析出风险指数Pnc，在保证盘条强度性能条件下，Pnc＝5*C+2.5*Cr+5*Mo+1.5*Mn≤4.95％能有效控制网状碳化物的析出。

本实施例中，根据网状碳化物析出风险指数Pnc，对弹簧钢线材进行线材分级轧制。据铸坯的网状碳化物析出风险指数Pnc进行分规格轧制。应用Pnc指数，并分规格轧制，既能保证盘条强度性能，又能保证盘条中无网状碳化物析出。

本实施例中，根据网状碳化物析出风险指数Pnc，对弹簧钢线材进行分级轧制的步骤包括：

若铸坯的Pnc≤4.80％，可轧制的弹簧钢线材的直径范围为5.5-20mm。符合Pnc≤4.80％的铸坯可轧制5.5-20mm范围全尺寸规格线材。

若4.80％＜铸坯的Pnc≤4.95％，可轧制的弹簧钢线材的直径范围为5.5-8mm。符合Pnc≤4.95％的铸坯只能轧制5.5-8mm范围内的小规格线材。

上述无网状碳化物弹簧钢线材的制造方法还包括：洁净钢冶炼、方坯连铸、铸坯入炉加热、高线控轧控冷轧制、风冷辊道分级冷却、盘条集卷收集、PF线风冷却。其中，洁净钢冶炼包括转炉冶炼、LF精炼、RH炉真空处理、方坯连铸。

采用上述成分范围的铸坯,结合网状碳化物析出风险指数Pnc大小进行分规格轧制，运用高线控轧控冷工艺可以获得显微组织为索氏体+少量珠光体+少量铁素体，无网状碳化物的线材产品，无马氏体和贝氏体等异常组织。

本实施例中，采用符合上述成分的铸坯，入炉加热，铸坯加热均匀及热透，出炉轧制。弹簧钢线材的控轧控冷轧制条件包括：开轧温度：880℃-910℃，预精轧温度BGV：860℃-880℃，精轧入口温度TMB：860℃-880℃，吐丝温度：860℃～880℃。BGV是指预精轧，TMB是指精轧。

全线采用低温轧制，在奥氏体单相区轧制，提高轧制变形均匀性，有助于保证材料的热成形性能，较低温轧制有助于细化盘条晶粒，提高材料的塑性性能和拉拔性能。

本实施例中，线材吐丝后在风冷辊道中的冷却速度分三个阶段进行控制。

盘条吐丝后，风冷辊道盘条冷却工艺设计至关重要，冷速度过快，盘条易形成马氏体、贝氏体等异常组织；冷速慢，一方面形成的索氏体含量低，另一方面，心部易形成网状渗碳体。使用以下冷却工艺，可有效解决这两个相互矛盾的技术难题。网状碳化物集中析出温度在820-700℃区间，在此区间，应提高盘条的冷却速度，特别是心部冷却速度，加大冷却速度，避开网状碳化物析出温度，抑制网状碳化物的析出。

本实施例中，根据弹簧钢线材的盘条吐丝温度，对弹簧钢线材的盘条吐丝的冷却速度分三个阶段进行控制的步骤中，“三个阶段”是指盘条吐丝后在风冷过程中先后经历了三次连续的冷却过程。

第一阶段：吐丝温度至720-700℃区间，控制盘条冷却速度为13-15℃/s。在发生共析相变前提高冷却速度，目的是避开网状碳化物析出温度。

第二阶段：盘条温度降低至700-620℃区间，控制盘条冷却速度3-6℃/s。在此温度区间适当降低冷却速度，有助于提高盘条索氏体含量，提高盘条的塑性和强度性能，提高盘条的冷拉拔性能。

第三阶段：盘条温度降低至620-420℃区间，控制盘条冷却速度2-4℃/s。在此温度区间进一步降低冷却速度，目的是避免盘条冷却速度过快，反而形成马氏体等低温相变组织，提高盘条的冷拉拔性能。

本实施例中，第一阶段：吐丝温度至720-700℃区间，控制盘条冷却速度为13-15℃/s的控制条件包括：控制风机频率为38-50Hz，辊道速度为1.25-1.65m/s，保温罩全开；第二阶段：盘条温度降低至700-620℃区间，控制盘条冷却速度3-6℃/s的控制条件包括：控制风机频率为30-40Hz，辊道速度为1.10-1.25m/s，保温罩全开；第三阶段：盘条温度降低至620-420℃区间，控制盘条冷却速度2-4℃/s的控制条件包括：控制风机频率为20-40Hz，辊道速度为1.10-1.25m/s，保温罩全开。

第一阶段：吐丝温度至700-720℃区间，通过控制风机频率38-50Hz、辊道速度1.25-1.65m/s、保温罩全开，控制盘条冷却速度13-15℃/s。在发生珠光体型相变前提高冷却速度，目的是避开网状碳化物析出温度。

第二阶段：盘条温度降低至700-620℃区间，通过控制风机频率30-40Hz、辊道速度1.10-1.25m/s、保温罩全开，控制盘条冷却速度3-6℃/s。

第三阶段：盘条温度降低至620-420℃区间，控制风机频率20-40Hz、辊道速度1.10-1.25m/s、保温罩全开，控制盘条冷却速度2-4℃/s。

盘卷集卷后，自然冷却至室温。盘条集卷收集、PF线线上冷却、钢线打包、套袋包装，检验合格入库。

按照上述方案生产的盘条具有以下性能特征：显微组织：索氏体+少量珠光体+少量铁素体，无网状碳化物。组织细小，珠光体和索氏体团块平均尺寸≤30μm，铁素块细小分布，铁素块平均尺寸≤3μm，表面氧化铁皮平均厚度≤8μm。盘条力学性能优良，具良好的冷拉拔性能。盘条组织均匀，使用范围广，既可直接拉拔处理，生产低成本生拉弹簧，中间无球化退火处理和铅淬处理；由于组织均匀，无网碳组织，也可使用铅淬处理，生产高品质的细小高强度弹簧钢丝；钢丝最小拉拔线径可达0.30mm，最大减面率可达99.70％。

根据本实施例提供的一种无网状碳化物弹簧钢线材制造方法，无网状碳化物弹簧钢线材制造方法的工作原理是：通过设计成分，引入网状碳化物析出风险指数，运用微合金化元素晶界优先析出机理，阻断网状碳化物析出的必要条件，结合控制控冷工艺技术，提高弹簧钢线材产品组织均匀性和拉拔性能。

实施例1-9以及对比例1-7的盘条元素及含量(wt％)见表1。

表1

实施例1-9以及对比例1-7的轧制工艺参数见表2。

表2

名称	规格mm	开轧温度℃	预精轧温度℃	精轧温度℃	吐丝温度℃
						实施例1	5.5	910	880	880	880
实施例2	6.5	905	870	875	872
						实施例3	8	880	860	862	860
实施例4	9	910	860	860	862
						实施例5	10	910	865	875	870
实施例6	12	900	880	880	880
						实施例7	14	890	865	870	875
实施例8	16	908	878	872	868
						实施例9	18	885	869	876	865
对比例1	5.5	910	878	875	878
						对比例2	6.5	903	867	874	875
对比例3	9	908	864	863	866
						对比例4	9	905	868	867	865
对比例5	12	902	879	874	878
						对比例6	8	885	862	866	862
对比例7	16	906	875	875	865

实施例1-9以及对比例1-7的盘条风冷辊道冷却速度实际值见表3。

表3

实施例1-9以及对比例1-7的盘条力学性能见表4。

表4

实施例1-9以及对比例1-7的盘条显微组织见表5。

表5

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表5中：显微组织S表示索氏体，P表示珠光体，F表示铁素体。

实施例1-9，盘条力学性能优良，具良好的冷拉拔性能。实施例1-9由于组织均匀，无网碳组织，使用铅淬处理，生产高品质的细小高强度弹簧钢丝，其中5.5mm规格盘条，使用铅淬处理工艺，钢丝最小拉拔线径可达0.30mm，最大减面率可达99.70％。相同规格5.5mm规格对比例1的盘条，用铅淬处理工艺，钢丝最小拉拔线径仅有1.6mm，最大减面率仅有91.53％。

实施例1显微组织参照图2，心部无网状碳化物。实施例1边缘组织及表面氧化铁皮参照图3，氧化铁皮厚度7.8μm。

对比例1，碳含量0.68％高，Pnc(5.00％)高，轧制5.5mm小规格，网状碳化物析出批次占比5％。

对比例2，锰含量较高(1.03％)，Pnc高(5.02％)，轧制6.5mm规格，网状碳化物析出批次占比8％。

对比例3，使用实施例1相同成分的铸坯，Pnc＝4.95，用于轧制9mm大规格盘条，网状碳化物析出批次占比10％。

对比例4，钢中无添加B及Als，用于轧制10mm大规格盘条，网状碳化物析出批次占比12％。

对比例5，钢中碳及锰含量都较低，但没有进行硼微合金化，钢中B0.0002％，用于轧制12mm大规格盘条，网状碳化物析出批次占比5％。对比例5心部存在网状碳化物，参照图4。

对比例6，硼0.0032％含量较高，用于轧制8mm规格盘条，无网状碳化物析出，但降低盘条的塑性性能，盘条断面收缩率45％，与实施例3相比降低14％。

对比例7，钢中Als含量低0.002％，影响硼的有效吸收及在奥氏体晶界析出和聚集，减弱了网状碳化物析出阻断作用。用于轧制16mm大规格盘条，网状碳化物析出批次占比5％。体现Als对网碳析出的抑制作用。

本实施例提供的一种无网状碳化物弹簧钢线材制造方法至少具有以下优点：

通过设计成分，引入网状碳化物析出风险指数，运用微合金化元素晶界优先析出机理，阻断网状碳化物(第二相)析出的必要条件，破坏上述网炭析出条件，有效避免网状碳化物的析出，结合控制控冷工艺技术，提高弹簧钢线材产品组织均匀性和拉拔性能，扩大产品规格及可冷拉拔性能，降低线材使用成本和质量风险。

运用本实施例生产的弹簧钢盘条力学性能优良，具良好的冷拉拔性能。由于组织均匀，无网状碳化物及其它心部异常组织，使用铅淬处理，可以生产出高品质的细小高强度弹簧钢丝，其中5.5mm规格盘条，使用铅淬处理工艺，钢丝最小拉拔线径可达0.30mm，最大减面率可达99.70％。

本发明的实施例还提供了一种无网状碳化物弹簧钢线材产品。无网状碳化物弹簧钢线材产品采用无网状碳化物弹簧钢线材制造方法得到。能够改善弹簧钢线材制造易产生网状碳化物的问题。得到的弹簧钢盘条力学性能优良，具良好的冷拉拔性能。

本实施例中，无网状碳化物弹簧钢线材产品的珠光体和索氏体团块平均尺寸≤30μm，铁素块平均尺寸≤3μm，表面氧化铁皮平均厚度≤8μm。

采用上述方法能够得到无网状碳化物弹簧钢线材，其显微组织：索氏体+少量珠光体+少量铁素体，无网状碳化物。组织细小，珠光体和索氏体团块平均尺寸≤30μm，铁素块细小分布，铁素块平均尺寸≤3μm，表面氧化铁皮平均厚度≤8μm。力学性能优良，具良好的冷拉拔性能。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种无网状碳化物弹簧钢线材制造方法，其特征在于：所述弹簧钢线材采用的各组分及各组分所占质量百分比包括：C：0.62-0.67％，Si：0.15-0.25％，Mn：0.92-0.98％，Als：0.008-0.014％，B：0.0010-0.0025％，P≤0.020％，S≤0.020％，Cr≤0.08％，Mo≤0.008％，余量为Fe，其中，所述弹簧钢线材的直径范围为5.5mm-20mm；所述弹簧钢线材的网状碳化物析出风险指数Pnc≤4.95%，Pnc=5*M-C+2.5*M-Cr+5*M-Mo+1.5*M-Mn；其中，M-C为C所占质量百分比，M-Cr为Cr所占质量百分比，M-Mo为Mo所占质量百分比，M-Mn为Mn所占质量百分比；

根据所述网状碳化物析出风险指数Pnc，对所述弹簧钢线材进行分级轧制；若铸坯的Pnc≤4.80%，可轧制的所述弹簧钢线材的直径范围为5.5-20mm；若4.80%＜铸坯的Pnc≤4.95%，可轧制的所述弹簧钢线材的直径范围为5.5-8mm；

对所述弹簧钢线材吐丝后的冷却速度分三个阶段进行控制：第一阶段：吐丝温度至720-700℃区间，控制盘条冷却速度为13-15℃/s；第二阶段：盘条温度降低至700-620℃区间，控制盘条冷却速度3-6℃/s；第三阶段：盘条温度降低至620-420℃区间，控制盘条冷却速度2-4℃/s。

2.根据权利要求1所述的无网状碳化物弹簧钢线材制造方法，其特征在于：所述弹簧钢线材的控轧控冷轧制条件包括：开轧温度：880℃-910℃，预精轧温度BGV：860℃-880℃，精轧入口温度TMB：860℃-880℃，吐丝温度：860℃～880℃。

3.根据权利要求1所述的无网状碳化物弹簧钢线材制造方法，其特征在于：所述第一阶段：吐丝温度至720-700℃区间，控制盘条冷却速度为13-15℃/s的控制条件包括：控制风机频率为38-50Hz，辊道速度为1.25-1.65m/s，保温罩全开；

所述第二阶段：盘条温度降低至700-620℃区间，控制盘条冷却速度3-6℃/s的控制条件包括：控制风机频率为30-40Hz，辊道速度为1.10-1.25m/s，保温罩全开；

所述第三阶段：盘条温度降低至620-420℃区间，控制盘条冷却速度2-4℃/s的控制条件包括：控制风机频率为20-40Hz，辊道速度为1.10-1.25m/s，保温罩全开。

4.一种无网状碳化物弹簧钢线材产品，其特征在于：

所述无网状碳化物弹簧钢线材产品采用权利要求1-3任一项所述的无网状碳化物弹簧钢线材制造方法得到。

5.根据权利要求4所述的无网状碳化物弹簧钢线材产品，其特征在于：所述无网状碳化物弹簧钢线材产品的珠光体和索氏体团块平均尺寸≤30µm，铁素块平均尺寸≤3µm，表面氧化铁皮平均厚度≤8µm。