專利名稱：：一種高強(qiáng)度緊固件用線材鋼及其生產(chǎn)方法

　　技術(shù)領(lǐng)域：

　?。罕景l(fā)明涉及緊固件用線材鋼及生產(chǎn)方法，具體屬于制作8.810.9級(jí)緊固件用線材鋼及其生產(chǎn)方法。

　　背景技術(shù)：

　　：近年來，隨著我國(guó)機(jī)械制造業(yè)和汽車工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)高強(qiáng)度緊固件的需求快速增長(zhǎng)。據(jù)報(bào)道，2008年僅汽車用緊固件中、高檔合金冷鐓鋼的產(chǎn)量超過120萬噸以上。市場(chǎng)需求旺盛。本項(xiàng)工作是用于生產(chǎn)8.810.9級(jí)緊固件產(chǎn)品，制作的緊固件能夠承受lOOOMPa級(jí)的抗拉強(qiáng)度。隨著轉(zhuǎn)爐冶煉技術(shù)的發(fā)展，采用轉(zhuǎn)爐連鑄工藝生產(chǎn)合金鋼線材成為一種趨勢(shì)，使鋼的質(zhì)量得到明顯改善。為了滿足高強(qiáng)度緊固件具有高的強(qiáng)度和抗延遲破壞的能力，在鋼中通過添加合金元素來改善性能。但是，在軋制過程中添加的合金元素會(huì)抑制鋼的組織轉(zhuǎn)變，延長(zhǎng)轉(zhuǎn)變時(shí)間。因此，軋制過程中采用一種合適的工藝控制線材組織、性能，滿足用戶特殊的使用要求成為一個(gè)難點(diǎn)。常規(guī)金屬制品生產(chǎn)工藝通常在冷拔前要進(jìn)行退火。近年來由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，用戶為了降低生產(chǎn)成本，在生產(chǎn)時(shí)采用直接拉拔，減少一道退火工藝，要求鋼廠生產(chǎn)的線材有良好的拉拔性能和純凈的鋼質(zhì)，滿足用戶經(jīng)濟(jì)、高效的生產(chǎn)要求。鋼廠為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，不斷通過產(chǎn)品創(chuàng)新和工藝創(chuàng)新來滿足用戶需要。

　　發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種質(zhì)優(yōu)、低耗的合金鋼生產(chǎn)方法，解決金屬制品企業(yè)對(duì)常規(guī)生產(chǎn)工藝調(diào)整后出現(xiàn)的緊固件在制作中容易拉拔脆斷和開裂的不足，提供一種能提高線材塑性變形能力，降低線材熱檢性能強(qiáng)度，吐絲圈型好，組分簡(jiǎn)單，有利于軋機(jī)使用壽命的一種高強(qiáng)度緊固件用線材鋼及其生產(chǎn)方法。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)措施—種高強(qiáng)度緊固件用線材鋼，其組分及重量百分比為C:0.390.48，Si:0.150.35，Mn:0.300.90，Cr:0.601.20，Als:0.0100.07，P《0.035，S《0.035，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。生產(chǎn)一種高強(qiáng)度緊固件用線材鋼的方法，其步驟1)采用潔凈鋼工藝進(jìn)行冶煉并連鑄成坯，在精煉中按照每爐鋼加入300500米的Si-Ca線，控制Si-Ca線的輸入速度為2832米/秒，控制鋼包中鋼渣的堿度《2.5;2)將連鑄坯加熱至9801080°C;3)進(jìn)行粗軋連鑄坯在980108(TC條件下進(jìn)行粗軋，控制其變形量在7080%;4)進(jìn)行中軋控制其變形量在8090%;5)進(jìn)行預(yù)精軋控制其變形量在6575%;6)進(jìn)行水冷通過水冷將其冷卻至10001020°C;7)進(jìn)行精軋控制其變形量在6090%，并控制其軋后溫度在9301020°C;8)進(jìn)行二次水冷通過水冷將其冷卻至800900°C;9)進(jìn)行吐絲在80090(TC條件下進(jìn)行吐絲；10)進(jìn)行冷卻采用氣霧混合方式冷卻到相變初始溫度即Ar3及以上的5(TC范圍內(nèi)；11)繼續(xù)冷卻，控制其冷卻速度為0.55°C/秒，當(dāng)冷卻到40050(TC時(shí)，采用自然冷卻方式冷卻到環(huán)境溫度。其優(yōu)選的在繼續(xù)冷卻階段，在冷卻速度為0.55°C/秒下，冷卻到440480°C后，采用自然冷卻方式冷卻到環(huán)境溫度。本發(fā)明中各元素的作用及機(jī)理元素C:在冷加工狀態(tài)下，抗拉強(qiáng)度隨含碳量的增加而提高，塑性隨碳含量的增加而降低。因此，碳含量是保證室溫下的緊固件有足夠的強(qiáng)度。元素Si:硅和氧的親和力很強(qiáng)，用作還原劑和脫氧劑。鋼中硅含量增加，鋼的抗拉強(qiáng)度、硬度有所提高，但延伸率、斷面收縮率下降更顯著，不利于冷變形。元素Mn:錳能降低鋼的臨界轉(zhuǎn)變溫度。鋼中錳含量適中，可改善鋼中硫的存在形態(tài)和分布，有利于提高鋼的冷成型性。元素Cr:增強(qiáng)鋼的抗腐蝕能力，Cr的添加不但提高了鋼的強(qiáng)度和淬透性，而且提高了標(biāo)準(zhǔn)件等制品的耐高溫性能，保證了在高溫下能夠保持常溫時(shí)所具有的強(qiáng)度、韌性。元素Als:在鋼中加入0.0100.07的Als，改善線材的塑性和變形能力，從而使緊固件在制作中易開裂問題顯著減少。當(dāng)Als取值小于0.010時(shí)，作為一種雜質(zhì)元素存在鋼中，對(duì)強(qiáng)度和塑性沒有影響；當(dāng)Als取值大于0.070時(shí)，雖然提高了鋼的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，但塑性下降，不利于冷變形，故將其重量百分比控制在0.0100.07內(nèi)較為合理。在冶煉過程的精煉階段加入300500米的Si-Ca線，控制Si-Ca線的輸入速度為2832米/秒，其目的是為了改變夾雜物的大小、形態(tài)及分布，即對(duì)夾雜物進(jìn)行變性處理，使控制鋼包中鋼渣的堿度《2.5;將連鑄坯加熱到9801080°C，其目的使A1N化合物充分固溶；自軋制至繼續(xù)冷卻階段，線材在輥道上以O(shè).55°C/秒的冷速冷至40050(TC，在此期間，為控制鋼的組織轉(zhuǎn)變過程，使奧氏體向鐵素體組織有較充分時(shí)間轉(zhuǎn)變，隨后進(jìn)行自然冷卻到環(huán)境溫度。根據(jù)實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng)冷卻速度<5°C/s時(shí)，可以得到鐵素體+珠光體組織，這種組織有利于冷拔加工。在冷卻過程中控制鋼中A1N的析出，細(xì)化晶粒，提高線材塑性變形能力。采用該項(xiàng)技術(shù)生產(chǎn)的線材熱檢性能強(qiáng)度降低，塑性顯著提高。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其特點(diǎn)1、本發(fā)明生產(chǎn)的線材金屬制品企業(yè)可直接拉拔，可省一道退火工藝，具有節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本的優(yōu)點(diǎn)，有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。2、采用轉(zhuǎn)爐-連鑄大斷面尺寸200X200mm坯料和"一火軋制成材"工藝生產(chǎn)高強(qiáng)度線材具有省去一道熱加工工藝，節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。鋼質(zhì)明顯提高，線材中夾雜物級(jí)別A〈2.0、B、C、D<1.5級(jí)。3、本發(fā)明由于采用加入鋁，使線材的塑性得到改善，從而提高了冷變形能力，使緊4固件在制作中易開裂問題顯著減少。4、采用本發(fā)明生產(chǎn)線材不增加軋機(jī)的軋制負(fù)荷，避免了現(xiàn)有技術(shù)采用低溫軋制帶來的軋機(jī)負(fù)荷增大，吐絲圈型不好，吐絲圈磨損加快等一系列影響設(shè)備安全性的問題。同時(shí)對(duì)現(xiàn)有冷卻段的設(shè)備無特殊要求，軋件在冷卻段運(yùn)行時(shí)間<300秒鐘，對(duì)生產(chǎn)節(jié)奏不會(huì)造成影響，滿足大批量高速度生產(chǎn)。生產(chǎn)的線材抗拉強(qiáng)度Rm<840MPa、面縮率〉55%、硬度值HRC<30，具有優(yōu)良的拉拔性。具體實(shí)施方式實(shí)施例1—種高強(qiáng)度緊固件用線材鋼，其組分及重量百分比為C:0.39，Si:0.15，Mn:0.60，Cr:0.60，Als:0.010，P《0.035，S《0.035，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。其生產(chǎn)步驟1)將組分及重量百分比為C:0.39，Si:0.15，Mn:0.60，Cr:0.60，Als:0.010，P《0.035，S《0.035，其余為Fe及不可避免雜質(zhì)的鋼種成分采用轉(zhuǎn)爐潔凈鋼工藝進(jìn)行冶煉并連鑄成坯，在精煉中按照每爐鋼加入320米的Si-Ca線，控制Si-Ca線的輸入速度為28米/秒，鋼包中鋼渣的堿度為2.45;2)將200X200mm的連鑄還加熱至980°C;3)進(jìn)行粗軋連鑄坯在98(TC條件下經(jīng)6機(jī)架進(jìn)行粗軋，其變形量在70%;4)用10機(jī)架進(jìn)行中軋控制其變形量在80%;5)進(jìn)行預(yù)精軋控制其變形量在65%;6)進(jìn)行水冷通過水冷將其冷卻至IOO(TC;7)進(jìn)行精軋控制其變形量在60^，并控制其軋后溫度在93(TC，軋制成直徑①8mm線材；8)進(jìn)行二次水冷通過水冷將其冷卻至800°C;9)進(jìn)行吐絲在80(TC條件下進(jìn)行吐絲；10)進(jìn)行冷卻采用氣霧混合方式冷卻到相變初始溫度即Ar3;11)繼續(xù)冷卻，控制其冷卻速度為0.85°C/秒，當(dāng)冷卻到40(TC時(shí)，采用自然冷卻方式冷卻到環(huán)境溫度。實(shí)施例2—種高強(qiáng)度緊固件用線材鋼，其組分及重量百分比為C:0.434、Si:0.256、Mn:0.704、P:0.015、S:0.008、Cr:1.008、Als:0.0187，P《0.035，S《0.035，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。其生產(chǎn)步驟1)將組分及重量百分比為:C:0.434、Si:0.256、Mn:0.704、P:0.015、S:0.008、Cr:1.008、Als:0.0187，P《0.035，S《0.035，其余為Fe及不可避免雜質(zhì)的鋼種成分采用轉(zhuǎn)爐潔凈鋼工藝進(jìn)行冶煉并連鑄成坯，在精煉中按照每爐鋼加入355米的Si-Ca線，控制Si-Ca線的輸入速度為29米/秒，鋼包中鋼渣的堿度為2.40;2)將200X200mm的連鑄坯加熱至995。C;3)進(jìn)行粗軋連鑄坯在995t:條件下經(jīng)6機(jī)架進(jìn)行粗軋，其變形量在73%;54)用10機(jī)架進(jìn)行中軋控制其變形量在85%;5)進(jìn)行預(yù)精軋控制其變形量在68%;6)進(jìn)行水冷通過水冷將其冷卻至1005°C;7)進(jìn)行精軋控制其變形量在65^，并控制其軋后溫度在95(TC，軋制成直徑①8mm線材；8)進(jìn)行二次水冷通過水冷將其冷卻至820°C;9)進(jìn)行吐絲在82(TC條件下進(jìn)行吐絲；10)進(jìn)行冷卻采用氣霧混合方式冷卻到高于相變初始溫度即在Ar3之上10°C內(nèi)；11)繼續(xù)冷卻，控制其冷卻速度為0.75°C/秒，當(dāng)冷卻到44(TC時(shí)，采用自然冷卻方式冷卻到環(huán)境溫度。實(shí)施例3—種高強(qiáng)度緊固件用線材鋼，其組分及重量百分比為C:0.407、Si:0.219、Mn:0.718、P:0.015、S:0.009、Cr:0.971、Als:0.0242，P《0.035，S《0.035，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。其生產(chǎn)步驟1)將組分及重量百分比為:C:0.407、Si:0.219、Mn:0.718、P:0.015、S:0.009、Cr:0.971、Als:0.0242，P《0.035，S《0.035，其余為Fe及不可避免雜質(zhì)的鋼種成分采用轉(zhuǎn)爐潔凈鋼工藝進(jìn)行冶煉并連鑄成坯，在精煉中按照每爐鋼加入400米的Si-Ca線，控制Si-Ca線的輸入速度為30米/秒，鋼包中鋼渣的堿度為2.35;2)將200X200mm的連鑄還加熱至IOI(TC;3)進(jìn)行粗軋連鑄坯在IOI(TC條件下經(jīng)6機(jī)架進(jìn)行粗軋，其變形量在75%;4)用10機(jī)架進(jìn)行中軋控制其變形量在88%;5)進(jìn)行預(yù)精軋控制其變形量在72%;6)進(jìn)行水冷通過水冷將其冷卻至1015°C;7)進(jìn)行精軋控制其變形量在78^，并控制其軋后溫度在98(TC，軋制成直徑①10mm線材；8)進(jìn)行二次水冷通過水冷將其冷卻至860°C;9)進(jìn)行吐絲在86(TC條件下進(jìn)行吐絲；10)進(jìn)行冷卻采用氣霧混合方式冷卻到高于相變初始溫度即在Ar3之上25°C內(nèi)；11)繼續(xù)冷卻，控制其冷卻速度為2.55°C/秒，當(dāng)冷卻到46(TC時(shí)，采用自然冷卻方式冷卻到環(huán)境溫度。實(shí)施例4—種高強(qiáng)度緊固件用線材鋼，其組分及重量百分比為C:0.401、Si:0.212、Mn:0.722、P:0.011、S:0.010、Cr:0.983、Als:0.0198，P:0.025，S:0.015，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。其生產(chǎn)步驟1)將組分及重量百分比為:C:0.401、Si:0.212、Mn:0.722、P:0.011、S:0.010、Cr:0.983、Als:0.0198，P:0.025，S:0.015，其余為Fe及不可避免雜質(zhì)的鋼種成分采用轉(zhuǎn)爐潔凈鋼工藝進(jìn)行冶煉并連鑄成坯，在精煉中按照每爐鋼加入485米的Si-Ca線，控制Si-Ca線的輸入速度為30米/秒，鋼包中鋼渣的堿度為2.05;2)將200X200mm的連鑄還加熱至1080°C;3)進(jìn)行粗軋連鑄坯在108(TC條件下經(jīng)6機(jī)架進(jìn)行粗軋，其變形量在76%;4)用10機(jī)架進(jìn)行中軋控制其變形量在90%;5)進(jìn)行預(yù)精軋控制其變形量在70%;6)進(jìn)行水冷通過水冷將其冷卻至1020°C;7)進(jìn)行精軋控制其變形量在90%，并控制其軋后溫度在102(TC，軋制成直徑①12mm線材；8)進(jìn)行二次水冷通過水冷將其冷卻至900°C;9)進(jìn)行吐絲在90(TC條件下進(jìn)行吐絲；10)進(jìn)行冷卻采用氣霧混合方式冷卻到高于相變初始溫度即在Ar3之上50°C內(nèi)；11)繼續(xù)冷卻，控制其冷卻速度為4.95°C/秒，當(dāng)冷卻到50(TC時(shí)，采用自然冷卻方式冷卻到環(huán)境溫度。實(shí)施例5—種高強(qiáng)度緊固件用線材鋼，其組分及重量百分比為C:0.478、Si:0.35、Mn:0.88、Cr:0.983、Als:0.0198，P:0.011、S:0.010、其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。其生產(chǎn)步驟1)將組分及重量百分比為:C:0.478、Si:0.35、Mn:0.88、Cr:0.983、Als:0.0198，P:0.011、S:0.010、其余為Fe及不可避免雜質(zhì)采用轉(zhuǎn)爐潔凈鋼工藝進(jìn)行冶煉并連鑄成坯，在精煉中按照每爐鋼加入450米的Si-Ca線，控制Si-Ca線的輸入速度為32米/秒，鋼包中鋼渣的堿度為2.32;2)將200X200mm的連鑄還加熱至1050°C;3)進(jìn)行粗軋連鑄坯在105(TC條件下經(jīng)6機(jī)架進(jìn)行粗軋，其變形量在80%;4)用10機(jī)架進(jìn)行中軋控制其變形量在86%;5)進(jìn)行預(yù)精軋控制其變形量在75%;6)進(jìn)行水冷通過水冷將其冷卻至1008°C;7)進(jìn)行精軋控制其變形量在86%，并控制其軋后溫度在IOI(TC，軋制成直徑①10mm線材；8)進(jìn)行二次水冷通過水冷將其冷卻至880°C;9)進(jìn)行吐絲在88(TC條件下進(jìn)行吐絲；10)進(jìn)行冷卻采用氣霧混合方式冷卻到高于相變初始溫度即在Ar3之上35°C內(nèi)；11)繼續(xù)冷卻，控制其冷卻速度為3.85°C/秒，當(dāng)冷卻到48(TC時(shí)，采用自然冷卻方式冷卻到環(huán)境溫度。經(jīng)對(duì)上述生產(chǎn)的線材進(jìn)行檢測(cè)，其性能值見表1。表l實(shí)施例性能檢測(cè)結(jié)果列表

申請(qǐng)?jiān)囉?/a>

<em id="s2cez"></em>