CN102899470A - 一种中碳冷镦钢线材表层脱碳的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种中碳冷镦钢线材表层脱碳的控制方法，冷镦钢化学成分重量百分比：C：0.25～0.45%，Mn：0.45～0.90%，Si：0.05～0.40%，Cr：0.70～1.50%，Mo：0.03～0.50%，Alt:0.015～0.045，余量为Fe及不可避免的杂质。工艺为：加热炉一段炉温880～950℃，二段炉温980～1050℃，均热段炉温1050～1150℃；在炉时间为90～130min，均热段空燃比0.8左右；吐丝温度800～820℃，吐丝后以8℃/s冷速快速冷却到650℃左右。本发明可以使冷镦钢线材表面不产生全脱碳层，局部脱碳层厚度不超过20μm。
Description
技术领域
本发明属于冷镦钢生产技术领域，具体的说是一种中碳冷镦钢线材表层脱碳的控制方法。
背景技术
紧固件是十分重要的机械零件，在国防、工业、农业、科技以及日常生活中，都得到了广泛的应用。紧固件生产水平及质量性能等在汽车、机械、航天航空等工业部门的发展中扮演着十分重要的角色；而冷镦钢正是紧固件生产的原材料。汽车和机械制造业是冷镦钢的主要用户。近年来，随着汽车的轻量化和高性能化，迫切要求提高冷镦钢的强度及性能。据我国汽车工业协会预测，基于“十二五”期间整车发展远远先于汽车紧固件，今后几年将是汽车紧固件的高速发展期。鉴于此，国内近年来开展了大量的研究工作，进一步提高冷镦钢的强度水平和使用寿命。
冷镦钢表层质量对其使用性能影响非常大，表层存在脱碳组织会严重降低冷镦钢的强度和使用寿命，同时严重影响冷镦钢成材率。冷镦钢表面存在一定厚度脱碳层时就可导致使用性能降低。因此脱碳层深度和形貌的控制是生产高强度优质冷镦钢很重要的一个方面；同时也可大大提高生产效率，降低生产成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种中碳冷镦钢线材表层脱碳的控制方法，可以使冷镦钢线材表面不产生全脱碳层，局部脱碳层厚度不超过20μm。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种中碳冷镦钢线材表层脱碳的控制方法，具体控制为：
中碳冷镦钢线材化学成分按重量百分比为：C：0.25～0.45%，Mn：0.45～0.90%，Si：0.05～0.40%，Cr：0.70～1. 50%，Mo：0.03～0.50%，Alt:0.015～0.045，余量为Fe及不可避免的杂质；
加热工艺：为减少坯料加热过程中表层氧化及脱碳层厚度，同时保证坯料加热均匀，加热炉一段炉温控制在880～950℃，二段炉温控制在980～1050℃，均热段炉温控制在1050～1150℃，在炉时间90～130min；加热炉均热段空燃比控制在0.75～0.85，预热段和加热段空燃比控制在0.9～1.0；
轧制工艺：钢坯出炉后除鳞水压力18～20Mpa，精轧机入口温度控制在860～880℃，减定径入口温度控制在850～870℃，线材吐丝温度控制在800～820℃；
冷却工艺：为防止冷却过程中发生表层脱碳，细化晶粒并减少产品中铁素体组织比例，吐丝后以6～10℃/s的冷速快速冷却至630～670℃，然后进入保温罩缓冷。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述的中碳冷镦钢线材表层脱碳的控制方法，中碳冷镦钢线材化学成分按重量百分比为：C：0.35%，Mn：0.63%，Si：0.22%，Cr：0.97%，Mo：0.16%，P：0.011%，S：0.002%，Cu：0.07%，Ni：0.05%，Alt：0.026%，余量为Fe及不可避免的杂质；
加热炉加热工艺：加热炉一段炉温控制在890℃，二段炉温控制在1010℃，均热段炉温控制在1130℃，在炉时间95min，加热炉均热段空燃比控制在0.80，预热段和加热段空燃比控制在0.90；
轧制工艺：钢坯出炉后除鳞水压力18Mpa，精轧机入口温度控制在870℃，减定径入口温度控制在855℃，线材吐丝温度控制在815℃；
冷却工艺：吐丝后以9.5℃/s的冷速快速冷却至640℃，然后进入保温罩缓冷。
前述的中碳冷镦钢线材表层脱碳的控制方法，中碳冷镦钢线材化学成分按重量百分比为：C：0.35%，Mn：0.65%，Si：0.25%，Cr：0.98%，Mo：0.17%，P：0.019%，S：0.006%，Cu：0.08%，Ni：0.04%，Alt：0.031%，余量为Fe及不可避免的杂质；
加热炉加热工艺：加热炉一段炉温控制在895℃，二段炉温控制在1020℃，均热段炉温控制在1120℃，在炉时间98min，加热炉均热段空燃比控制在0.78，预热段和加热段空燃比控制在0.92；
轧制工艺：钢坯出炉后除鳞水压力18Mpa，精轧机入口温度控制在865℃，减定径入口温度控制在853℃，线材吐丝温度控制在810℃；
冷却工艺：吐丝后以9.8℃/s的冷速快速冷却至635℃，然后进入保温罩缓冷。
前述的中碳冷镦钢线材表层脱碳的控制方法，中碳冷镦钢线材化学成分按重量百分比为：C：0.34%，Mn：0.64%，Si：0.26%，Cr：0.97%，Mo：0.18%，P：0.019%，S：0.006%，Cu：0.08%，Ni：0.04%，Alt：0.029%，余量为Fe及不可避免的杂质；
加热炉加热工艺：加热炉一段炉温控制在900℃，二段炉温控制在1050℃，均热段炉温控制在1135℃，在炉时间94min，加热炉均热段空燃比控制在0.82，预热段和加热段空燃比控制在0.91；
轧制工艺：钢坯出炉后除鳞水压力19Mpa，精轧机入口温度控制在863℃，减定径入口温度控制在860℃，线材吐丝温度控制在809℃；
冷却工艺：吐丝后以9.6℃/s的冷速快速冷却至632℃，然后进入保温罩缓冷。
前述的中碳冷镦钢线材表层脱碳的控制方法，中碳冷镦钢线材铸坯断面尺寸为150mm×150mm，产品规格为Φ6～23mm。
本发明的有益效果是：通过本发明通的工艺，中碳冷镦钢钢线材表层不产生全脱碳层，局部脱碳层厚度不超过20μm；另外，本发明通过对加热炉加热温度和控轧控冷工艺进行工艺优化，对设备要求不高，便于实施，质量稳定。
图1是本发明冷镦钢表层脱碳组织照片，由照片可知，冷镦钢线材表层不产生全脱碳层，局部脱碳层厚度不超过20μm。
图2是本发明四分之一处金相组织照片，由图2可知，组织以贝氏体为主，含有少量的铁素体和珠光体。
附图说明
图1是本发明冷镦钢表层脱碳组织照片。
图2是本发明冷镦钢四分之一处金相组织照片。
具体实施方式
实施例1
本实施例是一种中碳冷镦钢线材表层脱碳的控制方法，中碳冷镦钢线材化学成分按重量百分比为：C：0.35%，Mn：0.63%，Si：0.22%，Cr：0.97%，Mo：0.16%，P：0.011%，S：0.002%，Cu：0.07%，Ni：0.05%，Alt：0.026%，余量为Fe及不可避免的杂质。
本实施例中碳冷镦钢工艺路线为：电炉冶炼→精炼→连铸→铸坯抛丸、修磨→铸坯加热→除鳞→粗轧→中轧→精轧→吐丝→斯太尔摩风冷线→集卷→捆扎标示→检验→入库。
本实施例为断面尺寸为150mm×150mm的连铸坯，轧制直径为8mm的冷镦钢线材，线材表层脱碳的控制方法具体为：
加热炉加热工艺：为减轻坯料加热过程中表层氧化及脱碳层厚度，同时保证坯料加热均匀，加热炉一段炉温控制在890℃，二段炉温控制在1010℃，均热段炉温控制在1130℃，在炉时间95min；加热炉均热段空燃比控制在0.80，预热段和加热段空燃比控制在0.90；
轧制工艺：钢坯出炉后除鳞水压力18Mpa，精轧机入口温度控制在870℃，减定径入口温度控制在855℃，线材吐丝温度控制在815℃；
斯太尔摩冷却工艺：为防止冷却过程中发生表层脱碳，细化晶粒并减少产品中铁素体组织比例，线材吐丝后以9.5℃/s的冷速快速风冷至640℃，然后进保温罩缓冷。
本实施例通过对加热炉加热温度进行控制，制定合理的轧制和斯太尔摩控制冷却工艺，使中碳冷镦钢钢线材表层不产生全脱碳层，局部脱碳层厚度不超过20μm。
实施例2
本实施例是一种中碳冷镦钢线材表层脱碳的控制方法，中碳冷镦钢线材化学成分按重量百分比为：C：0.35%，Mn：0.65%，Si：0.25%，Cr：0.98%，Mo：0.17%，P：0.019%，S：0.006%，Cu：0.08%，Ni：0.04%，Alt：0.031%，余量为Fe及不可避免的杂质。
本实施例中碳冷镦钢工艺路线为：电炉冶炼→精炼→连铸→铸坯抛丸、修磨→铸坯加热→除鳞→粗轧→中轧→精轧→吐丝→斯太尔摩风冷线→集卷→捆扎标示→检验→入库。
本实施例为断面尺寸为150mm×150mm的连铸坯，轧制直径为13mm的冷镦钢线材，线材表层脱碳的控制方法具体为：
加热炉加热工艺：为减轻坯料加热过程中表层氧化及脱碳层厚度，同时保证坯料加热均匀，加热炉一段炉温控制在895℃，二段炉温控制在1020℃，均热段炉温控制在1120℃，在炉时间98min；加热炉均热段空燃比控制在0.78，预热段和加热段空燃比控制在0.92；
轧制工艺：钢坯出炉后除鳞水压力18Mpa，精轧机入口温度控制在865℃，减定径入口温度控制在853℃，线材吐丝温度控制在810℃；
斯太尔摩冷却工艺：为防止冷却过程中发生表层脱碳，细化晶粒并减少产品中铁素体组织比例，线材吐丝后以9.8℃/s的冷速快速风冷至635℃，然后进保温罩缓冷。
本实施例通过对加热炉加热温度进行控制，制定合理的轧制和斯太尔摩控制冷却工艺，使中碳冷镦钢钢线材表层不产生全脱碳层，局部脱碳层厚度不超过20μm。
实施例3
本实施例是一种中碳冷镦钢线材表层脱碳的控制方法，中碳冷镦钢线材化学成分按重量百分比为：C：0.34%，Mn：0.64%，Si：0.26%，Cr：0.97%，Mo：0.18%，P：0.019%，S：0.006%，Cu：0.08%，Ni：0.04%，Alt：0.029%，余量为Fe及不可避免的杂质。
本实施例中碳冷镦钢工艺路线为：电炉冶炼→精炼→连铸→铸坯抛丸、修磨→铸坯加热→除鳞→粗轧→中轧→精轧→吐丝→斯太尔摩风冷线→集卷→捆扎标示→检验→入库。
本实施例为断面尺寸为150mm×150mm的连铸坯，轧制直径为10mm的冷镦钢线材，线材表层脱碳的控制方法具体为：
加热炉加热工艺：为减轻坯料加热过程中表层氧化及脱碳层厚度，同时保证坯料加热均匀，加热炉一段炉温控制在900℃，二段炉温控制在1050℃，均热段炉温控制在1135℃，在炉时间94min；加热炉均热段空燃比控制在0.82，预热段和加热段空燃比控制在0.91；
轧制工艺：钢坯出炉后除鳞水压力19Mpa，精轧机入口温度控制在863℃，减定径入口温度控制在860℃，线材吐丝温度控制在809℃；
斯太尔摩冷却工艺：为防止冷却过程中发生表层脱碳，细化晶粒并减少产品中铁素体组织比例，线材吐丝后以9.6℃/s的冷速快速风冷至632℃，然后进保温罩缓冷。
本实施例通过对加热炉加热温度进行控制，制定合理的轧制和斯太尔摩控制冷却工艺，使中碳冷镦钢钢线材表层不产生全脱碳层，局部脱碳层厚度不超过20μm。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种中碳冷镦钢线材表层脱碳的控制方法，其特征在于：
所述中碳冷镦钢线材化学成分按重量百分比为：C：0.25～0.45%，Mn：0.45～0.90%，Si：0.05～0.40%，Cr：0.70～1.50%，Mo：0.03～0.50%，Alt:0.015～0.045，余量为Fe及不可避免的杂质；
加热炉加热工艺：加热炉一段炉温控制在880～950℃，二段炉温控制在980～1050℃，均热段炉温控制在1050～1150℃，在炉时间90～130min，加热炉均热段空燃比控制在0.75～0.85，预热段和加热段空燃比控制在0.9～1.0；
轧制工艺：钢坯出炉后除鳞水压力18～20Mpa，精轧机入口温度控制在860～880℃，减定径入口温度控制在850～870℃，线材吐丝温度控制在800～820℃；
冷却工艺：吐丝后以6～10℃/s的冷速快速冷却至630～670℃，然后进入保温罩缓冷。
2.如权利要求1所述的中碳冷镦钢线材表层脱碳的控制方法，其特征在于：所述中碳冷镦钢线材化学成分按重量百分比为：C：0.35%，Mn：0.63%，Si：0.22%，Cr：0.97%，Mo：0.16%，P：0.011%，S：0.002%，Cu：0.07%，Ni：0.05%，Alt：0.026%，余量为Fe及不可避免的杂质；
加热炉加热工艺：加热炉一段炉温控制在890℃，二段炉温控制在1010℃，均热段炉温控制在1130℃，在炉时间95min，加热炉均热段空燃比控制在0.80，预热段和加热段空燃比控制在0.90；
轧制工艺：钢坯出炉后除鳞水压力18Mpa，精轧机入口温度控制在870℃，减定径入口温度控制在855℃，线材吐丝温度控制在815℃；
冷却工艺：吐丝后以9.5℃/s的冷速快速冷却至640℃，然后进入保温罩缓冷。
3.如权利要求1所述的中碳冷镦钢线材表层脱碳的控制方法，其特征在于：所述中碳冷镦钢线材化学成分按重量百分比为：C：0.35%，Mn：0.65%，Si：0.25%，Cr：0.98%，Mo：0.17%，P：0.019%，S：0.006%，Cu：0.08%，Ni：0.04%，Alt：0.031%，余量为Fe及不可避免的杂质；
加热炉加热工艺：加热炉一段炉温控制在895℃，二段炉温控制在1020℃，均热段炉温控制在1120℃，在炉时间98min，加热炉均热段空燃比控制在0.78，预热段和加热段空燃比控制在0.92；
轧制工艺：钢坯出炉后除鳞水压力18Mpa，精轧机入口温度控制在865℃，减定径入口温度控制在853℃，线材吐丝温度控制在810℃；
冷却工艺：吐丝后以9.8℃/s的冷速快速冷却至635℃，然后进入保温罩缓冷。
4.如权利要求1所述的中碳冷镦钢线材表层脱碳的控制方法，其特征在于：所述中碳冷镦钢线材化学成分按重量百分比为：C：0.34%，Mn：0.64%，Si：0.26%，Cr：0.97%，Mo：0.18%，P：0.019%，S：0.006%，Cu：0.08%，Ni：0.04%，Alt：0.029%，余量为Fe及不可避免的杂质；
加热炉加热工艺：加热炉一段炉温控制在900℃，二段炉温控制在1050℃，均热段炉温控制在1135℃，在炉时间94min，加热炉均热段空燃比控制在0.82，预热段和加热段空燃比控制在0.91；
轧制工艺：钢坯出炉后除鳞水压力19Mpa，精轧机入口温度控制在863℃，减定径入口温度控制在860℃，线材吐丝温度控制在809℃；
冷却工艺：吐丝后以9.6℃/s的冷速快速冷却至632℃，然后进入保温罩缓冷。
5.如权利要求1-4中任一个权利要求所述的中碳冷镦钢线材表层脱碳的控制方法，其特征在于：所述中碳冷镦钢线材铸坯断面尺寸为150mm×150mm，产品规格为Φ6～23mm。
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