CN1799717A - 8.8级高强度冷镦钢用热轧免退火盘条的生产方法 - Google Patents

8.8级高强度冷镦钢用热轧免退火盘条的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明是提供一种8.8级高强度冷镦钢用热轧免退火盘条的生产方法，在中碳冷镦钢线材轧制过程中，仍采用通用的高线轧制设备，粗、中和预精轧阶段，采用常规温度：950～1050℃轧制，精轧阶段采用热机轧制工艺，其特征是预精轧后，轧件通过水冷和长通道恢复，温度降低到730～830℃的低温区进精轧机，钢在二相(γ+α)区大变形量变形：累计减面率35％～82％，然后，把轧件快速水冷却到800～620℃区间保温相变，保温时间600～2400秒，其后自然冷却到室温，通过增加线材组织中铁素体的比例，减少珠光体的比例，使珠光体组织部分粒状化，降低线材强度和硬度，提高塑性，达到免退火直接打螺栓的目的，省去了冷镦前的退火工序。

Description

8.8级高强度冷镦钢用热轧免退火盘条的生产方法
技术领域
本发明属钢铁线材轧制方法，尤其是一种改进的中碳冷镦钢线材的热轧方法。
背景技术
现有螺栓紧固件，尤其是M24以下的紧固件，广泛采用冷镦方法成型。紧固件的用途不同，螺栓头部形状也各异，无论较简单或很复杂的螺栓端头，在冷镦过程中，螺栓端头的变形程度都很大，要求被冷镦的材料具有良好的塑性变形性能；紧固件企业常用碳当量为0.35％～0.55％优质碳素钢或合金钢盘条，通过球化退火，使材料软化，再经过酸洗、拉拔改制成冷镦工艺料，然后喂入多工位冷镦机冷镦成型并搓丝制成螺栓，随后进行调质热处理，才能制成8.8级的高强度螺栓；传统的球化退火工序消耗大量的能源，造成金属损失，污染环境，而且增加了钢丝的表面脱碳机会，影响螺栓的质量稳定性；中国发明专利：专利号99115353.7，高速大变形热轧冷镦钢碳化物的球化退火工艺；虽然对传统球化退火工艺进行了改进，缩短了退火时间，但仍需离线球化退火，目前，国内8.8级紧固件用中碳钢的需求量为120-150万吨，每年上百万吨的钢材要在紧固件制造工厂进行球化退火或退火热处理，消耗大量能源。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种改进的8.8级高强度冷镦钢用热轧免退火盘条生产方法，在高线热轧生产过程中，在线使中碳冷镦钢线材直接获得软化；用这种热轧在线软化的免退火中碳冷镦钢线材制作8.8级高强度紧固件，可以省去冷镦前的退火工序，节约能源，提高螺栓质量，减少环境污染。
本发明提出的技术方案是：一种8.8级高强度冷镦钢用热轧免退火盘条的生产方法，仍采用通用的高线轧制设备，粗、中和预精轧阶段，采用常规温度(950～1050℃)轧制，精轧阶段，采用热机轧制(TMCP)工艺，其特征是预精轧后的轧件，通过水冷和长通道恢复，使轧件的温度降低到730～830℃的低温区进精轧机组和减定径机精轧，钢在二相(γ+α)区大变形量快速变形，轧件的累计减面率为35％～82％，奥氏体和铁素体都发生剧烈地变形，变形诱导奥氏体发生动态相变，即奥氏体在变形过程中析出铁素体，一方面增加了组织中铁素体的比例，细化了铁素体晶粒，另一方面使过冷奥氏体中的碳浓度提高，位错和亚结构密度增加；精轧完成后，用控制水冷却技术，把轧件快速冷却到800～620℃区间保温相变，保温时间600～2400秒；在Arl线保温相变过程中，晶粒细小含碳浓度很高的过冷奥氏体转变成粒状珠光体和渗碳体片破碎的珠光体组织；随保温时间延长，超细化的铁素体晶粒得到合并长大；相变完成后，线材自然冷却到室温；这样生产出来的线材，得到铁素体加珠光体组织，组织中铁素体比例提高到60％以上，铁素体晶粒适当粗化；珠光体所占的比例减少，珠光体团小而分散，珠光体中的渗碳体片变薄、变碎并部分粒状化；通过增加线材组织中的铁素体的比例(减少珠光体的比例)，并使珠光体组织部分粒状化，降低线材强度和硬度，提高塑性，达到可以免退火直接打螺栓的目的。
本发明适用于碳当量为0.35％～0.55％，硫、磷含量小于0.035％的优质碳素或合金冷镦钢；即：上述冷镦钢种，用本发明的方法热轧生产的盘条，用于制作紧固件，冷镦前不需要先球化退火，通过拉拔定径后，直接冷镦成形，制作成外观很好的螺栓，不会因未进行球化退火而开裂。
本发明使中碳冷镦钢线材在高线轧制生产过程中直接获得软化，省去冷镦前的球化退火工序，极大地节约能源，减少环境污染，提高螺栓的质量。
附图说明
图1是8.8级高强度冷镦钢用热轧免退火盘条的生产方法的流程图。
具体实施方式
从图1中可以看出：一种8.8级高强度冷镦钢用热轧免退火盘条的生产方法，仍采用通用的高线轧制设备，粗、中和预精轧阶段，采用常规温度(950～1050℃)轧制，精轧阶段，采用热机轧制(TMCP)工艺，其特征是预精轧后的轧件，通过水冷和长通道恢复，使轧件的温度降低到730～830℃的低温区进精轧机组和减定径机精轧，钢在二相(γ+α)区大变形量快速变形，轧件的累计减面率为35％～82％；精轧完成后，用控制水冷却技术，把轧件快速冷却到800～620℃区间保温相变，保温时间600-2400秒；相变完成后，线材自然冷却到室温。
实施例1：碳当量为0.49％的碳素冷镦钢，化学成分是C-0.37％，Si-0.15％，Mn-0.70％，P-0.016％，S-0.012％；钢厂精炼连铸成140方坯；在高线厂，钢坯重新加热到1100℃，先经过粗中轧机的常规温度轧制，再通过控制水冷，轧件在精轧机组和减定径机以735℃精轧成Φ8mm规格线材，累计减面率为81％，吐丝后散卷缓冷20分钟，冷却到580℃以下集卷，自然冷却并打捆。5卷共10吨线材，在某紧固件厂，不退火直接酸洗→拉拔，改制成7.6mm的工艺料，用台湾产13B型号多功位冷镦机，以200只/分的冷镦速度，制成M8×20的内六角螺栓，外观质量很好，无一开裂，100％合格；再经过调质热处理，制成8.8级螺栓。
实施例2：碳当量为0.44％的碳素冷镦钢，化学成分是C-0.34％，Si-0.14％，Mn-0.63％，P-0.016％，S-0.01％；钢厂精炼连铸成140方坯；在高线厂，钢坯重新加热到1100℃，先经过粗中轧机的常规温度轧制，再通过控制水冷，轧件在减定径机以770℃精轧成Φ10mm规格线材，累计减面率为56％，吐丝后散卷缓冷35分钟，冷却到580℃以下集卷，自然冷却并打捆。30卷共60吨，在某紧固件厂，不退火直接酸洗→拉拔，改制成9.5mm的工艺料，在一般低速多功位冷镦机上，冷镦制成M10×45mm内六角螺栓，外观质量很好，无一开裂，100％合格；再经过调质热处理，制成8.8级螺栓。
实施例3：碳当量为0.47％的合金冷镦钢，化学成分是C-0.23％，Si-0.16％，Mn-1.47％，P-0.016％，S-0.009％，Ti-0.08％，B-0.003％；钢厂精炼连铸成140方坯；在高线厂，钢坯重新加热到1100℃，先经过粗中轧机的常规温度轧制，再通过控制水冷，轧件在减定径机以820℃精轧成Φ14mm规格线材，累计减面率为38％，吐丝后散卷缓冷20分钟，冷却到580℃以下集卷，自然冷却并打捆。32卷共65吨，在某紧固件厂，不退火直接酸洗→拉拔，改制成13.5m的工艺料，在一般低速多功位冷镦机上，冷镦制成M14×60mm内六角螺栓，外观质量很好，无一开裂，100％合格；再经过调质热处理，制成10.9级螺栓。

Claims (1)

1、一种8.8级高强度冷镦钢用热轧免退火盘条的生产方法，仍采用通用的高线轧制设备，粗、中和预精轧阶段，采用常规温度950～1050℃轧制，精轧阶段，采用热机轧制(TMCP)工艺，其特征是预精轧后，轧件通过水冷和长通道恢复，把轧件的温度降低到730～830℃的低温区进精轧机组和减定径机精轧，钢在二相(γ+α)区大变形量快速变形，轧件的累计减面率为35％～82％，精轧完成以后，再控制水的冷却，把轧件快速冷却到800～620℃区间保温相变，保温时间600～2400秒，相变完成后，线材自然冷却到室温。
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