CN103882304A - 一种超低硬度免退火冷镦钢生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超低硬度免退火冷镦钢生产方法，冷镦钢的成分按重量比重百分比为：C:0.19-0.22%,Si:≤0.08%,Mn:0.80-1.00%,P:≤0.015%,S:≤0.010%,Alt:≥0.025%,Ti:0.025-0.050%，B:≤0.035%，余量为Fe和不可避免杂质。生产工艺：冶炼→连铸→加热→精轧→终轧→弱冷→吐丝成圈→斯太尔摩辊道冷却，加热温度：1090～1170℃，开轧温度：1000～1060℃，精轧温度：850-900℃之间，弱冷温度：800～850℃，斯太尔摩辊道冷却辊道速度：0.10～0.40m/s。本发明中减少了硅、铬的用量，提高产品塑性，降低钢的硬度。
Description
技术领域
本发明涉及一种超低硬度免退火冷镦钢的生产方法，属于金属材料与加工技术领域。适用于基础设施和汽车等行业制造高强度螺栓、螺柱类紧固件产品，属于冷镦钢生产技术领域。
背景技术
随着我国经济的持续快速发展，基础设施建设和汽车工业对于高强度紧固件的需求快速增长。2013年我国紧固件产量高达730万吨，这些年一直呈增长态势。
冷镦钢线材主要用于制造螺栓、螺母、螺钉等紧固件和一些冷成形的零部件，用途十分广泛，需求量大，但目前各标准件厂在生产8.8 级以上紧固件前必须进行“二拉一退”工艺处理，即先要进行酸洗、拉拔、球化退火（或软化退火）和拉拔等几道工序。退火处理工序不但增加成本，而且污染环境，特别是大量的中小企业，如果退火设备差或工艺控制不当，还会导致表面脱碳，严重影响紧固件表面质量疲劳性能。因此，紧固件制造行业迫切希望冶金厂能供应可以直接拉拔、冷镦的免退火冷镦钢线材。
随着2008年我国紧固件产品遭受欧盟反倾销，我国紧固件行业进行了一系列结构调整，紧固件从低强度向高强度发展，从高能耗向资源节约型发展是必然趋势。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明公开了一种超低硬度免退火冷镦钢生产方法。该方法对冷镦钢化学成分和生产工艺进行调整，采用Ti和B两种合金重新调整成分，配合永钢大压下轧制技术，使产品具有超细晶粒和均匀的铁素体+珠光体组织，在保证产品强度要求的情况下，降低产品硬度，可以免除用户使用前的球化退火工艺，提高了产品的塑性，由于不使用合金Cr，节约了大量的合金资源，进一步提高产品的经济和社会效益。减少能源消耗及对空气的污染，降低生产成本，同时可以减少用户拉拔时的模具损耗和拉拔时原材料表面的损伤，减少冷镦环节的开裂率，减少原材料消耗，提高产品合格率，更利于后期深加工，取得很好的经济价值和社会效益。
一种超低硬度免退火冷镦钢生产方法，其生产工艺工艺路线主要包括：冶炼→连铸→加热→精轧→终轧→弱冷→吐丝成圈→斯太尔摩辊道冷却，其特征在于：所述冷镦钢的成分按重量比重百分比为：C含量为0.19-0.22%，Si含量不大于0.08%，Mn含量为0.80-1.0%，P含量不大于0.015%，S含量不大于0.010%，Alt含量不大于0.025%，Ti含量为0.025-0.050%，B含量不大于0.035%，余量为Fe和不可避免杂质。加热工艺是将钢坯送入加热炉内加热，控制钢坯在加热炉的均热温度为1090～1170℃，开轧温度1000～1060℃，精轧工艺是控制精轧温度为850-900℃，弱冷工艺是将精轧过后的钢材冷却到800～850℃，斯太尔摩辊道冷却工艺是控制辊道的速度为0.10～0.40米/秒。
本发明通过低温大变形轧制，在极度变形的奥氏体晶界和晶粒内部形成大量的位错和变形带，积聚巨大的应变能，此时相转变的形核率极高。再用先进的控制冷却技术，在Ar1以上长时间保温，使相变后组织中铁素体比例提高，铁素体晶粒适当粗化，珠光体所占比例减少，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。由于得到较多体积分数的铁素体和粒状珠光体的微观组织，其硬度较常规线材显著降低，断面收缩率提高，冷加工性显著提高。
本发明中减少了硅、铬的用量，降低硅、铬的含量都可以降低钢的硬度，提高产品塑性。本发明减少了冶炼过程中硅铁、硅锰和铬铁的使用，减少了合金消耗，同时提高大压下控温控轧技术，改善了产品的显微组织，提高了产品的晶粒度，使产品免除了退火工艺，降低了能源消耗，减轻了生产企业的环保压力。无论在合金成本还是生产成本上，均具有极大的优势，而且符合当前冶金行业“节能降耗”的总体发展趋势。
附图说明
图1是本发明200倍显微下的金相组织图，
图2是本发明500倍显微下的金相组织图。
具体实施方式
本发明一种超低硬度免退火冷镦钢具体生产方法是：产品经转炉和钢材精炼炉冶炼后，采用连铸工艺将钢水铸造成钢坯，后经加热后采用大压下控温控轧技术，将钢坯轧制成盘条。大压下控温控轧技术的目的是保证产品具有好的组织和原始性能，以保证用户能免除退火工艺，直接进行拉拔、冷镦等深加工。
其生产工艺路线主要包括：冶炼→连铸→加热→精轧→终轧→弱冷→吐丝成圈→斯太尔摩辊道冷却，其特征在于：所述冷镦钢的成分按重量比重百分比为：C含量为0.19-0.22%，Si含量不大于0.08%，Mn含量为0.80-1.0%，P含量不大于0.015%，S含量不大于0.010%，Alt含量不大于0.025%，Ti含量为0.025-0.050%，B含量不大于0.035%，余量为Fe和不可避免杂质。加热工艺是将钢坯送入加热炉内加热，控制钢坯在加热炉的均热温度为1090～1170℃，开轧温度1000～1060℃，精轧工艺是控制精轧温度为850-900℃，弱冷工艺是将精轧过后的钢材冷却到800～850℃，斯太尔摩辊道冷却工艺是控制辊道的速度为0.10～0.40m/s。
实施例1：
作为本发明的一种具体实施方案，前述的一种超低硬度免退火冷镦钢生产方法，其中冷镦钢的成分按重量比重百分比为：C含量为0.19%，Si含量为0.07%，Mn含量为0.84%， B含量为0.0023%，Ti含量为0.034%，P含量为0.013%，S含量为0.001%，Alt含量为0.029%，余量为Fe和不可避免杂质，所述斯太尔摩辊道冷却工艺是控制辊道的速度为0.150～0.320米/秒，冷镦钢的规格为Φ8mm。采用这种生产方法和成分比重之后，其成品热轧之后的力学性能和机械性能如下：
力学性能和机械性能完全能够满足免退火8.8级冷镦钢使用要求。
显微组织为铁素体和珠光体，铁素体含量70%，晶粒度为9.5级。
实施例2：
作为本发明的一种具体实施方案，前述的一种超低硬度免退火冷镦钢生产方法，其中冷镦钢的成分按重量比重百分比为：C含量为0.20%，Si含量为0.07%，Mn含量为0.85%， B含量为0.0028%，Ti含量为0.036%，P含量为0.013%，S含量为0.001%，Alt含量为0.027%，余量为Fe和不可避免杂质，所述斯太尔摩辊道冷却工艺是控制辊道的速度为0.150～0.320米/秒，冷镦钢的规格为Φ16mm。采用这种生产方法和成分比重之后，其成品热轧之后的力学性能和机械性能如下：
力学性能和机械性能完全能够满足免退火8.8级冷镦钢使用要求。
显微组织为铁素体和珠光体，铁素体含量70%，晶粒度为9.5级。
实施例3：
作为本发明的一种具体实施方案，前述的一种超低硬度免退火冷镦钢生产方法，其中冷镦钢的成分按重量比重百分比为：C含量为0.21%，Si含量为0.07%，Mn含量为0.95%， B含量为0.0023%，Ti含量为0.036%，P含量为0.011%，S含量为0.001%，Alt含量为0.025%，余量为Fe和不可避免杂质，所述斯太尔摩辊道冷却工艺是控制辊道的速度为0.220～0.440米/秒，冷镦钢的规格为Φ22mm。采用这种生产方法和成分比重之后，其成品热轧之后的力学性能和机械性能如下：
力学性能和机械性能完全能够满足免退火8.8级冷镦钢使用要求。
显微组织为铁素体和珠光体，铁素体含量70%，晶粒度为9.5级。
实施例4：
作为本发明的一种具体实施方案，前述的一种超低硬度免退火冷镦钢生产方法，所述冷镦钢的成分按重量比重百分比为：C含量为0.19%，Si含量为0.07%，Mn含量为0.85%， B含量为0.0021%，Ti含量为0.041%，P含量为0.01%，S含量为0.002%，Alt含量为0.035%，余量为Fe和不可避免杂质，所述斯太尔摩辊道冷却工艺是控制辊道的速度为0.22～0.3米/秒，冷镦钢的规格为Φ22mm。采用这种生产方法和成分比重之后，其成品热轧之后的力学性能和机械性能如下：
力学性能和机械性能完全能够满足免退火8.8级冷镦钢使用要求。
显微组织为铁素体和珠光体，铁素体含量73%，晶粒度为9.5级。
实施例5：
作为本发明的一种具体实施方案，前述的一种超低硬度免退火冷镦钢生产方法，所述冷镦钢的成分按重量比重百分比为：C含量为0.20%，Si含量为0.05%，Mn含量为0.88%， B含量为0.0023%，Ti含量为0.045%，P含量为0.012%，S含量为0.003%，Alt含量为0.036%，余量为Fe和不可避免杂质，所述斯太尔摩辊道冷却工艺是控制辊道的速度为0.14～0.29米/秒，冷镦钢的规格为Φ22mm。采用这种生产方法和成分比重之后，其成品热轧之后的力学性能和机械性能如下：
力学性能和机械性能完全能够满足免退火8.8级冷镦钢使用要求。
显微组织为铁素体和珠光体，铁素体含量70%，晶粒度为9.5级。
实施例6：
作为本发明的一种具体实施方案，前述的一种超低硬度免退火冷镦钢生产方法，所述冷镦钢的成分按重量比重百分比为：C含量为0.20%，Si含量为0.06%，Mn含量为0.89%， B含量为0.0026%，Ti含量为0.042%，P含量为0.013%，S含量为0.002%，Alt含量为0.038%，余量为Fe和不可避免杂质，所述斯太尔摩辊道冷却工艺是控制辊道的速度为0.23～0.38米/秒，冷镦钢的规格为Φ22mm。采用这种生产方法和成分比重之后，其成品热轧之后的力学性能和机械性能如下：
力学性能和机械性能完全能够满足免退火8.8级冷镦钢使用要求。
显微组织为铁素体和珠光体，铁素体含量71%，晶粒度为9.5级。
实施例7：
作为本发明的一种具体实施方案，前述的一种超低硬度免退火冷镦钢生产方法，所述冷镦钢的成分按重量比重百分比为：C含量为0.20%，Si含量为0.08%，Mn含量为0.92%， B含量为0.0027%，Ti含量为0.048%，P含量为0.011%，S含量为0.003%，Alt含量为0.040%，余量为Fe和不可避免杂质，所述斯太尔摩辊道冷却工艺是控制辊道的速度为0.27～0.4米/秒，冷镦钢的规格为Φ22mm。采用这种生产方法和成分比重之后，其成品热轧之后的力学性能和机械性能如下：
力学性能和机械性能完全能够满足免退火8.8级冷镦钢使用要求。
显微组织为铁素体和珠光体，铁素体含量70%，晶粒度为9.5级。
实施例8：
作为本发明的一种具体实施方案，前述的一种超低硬度免退火冷镦钢生产方法，所述冷镦钢的成分按重量比重百分比为：C含量为0.21%，Si含量为0.07%，Mn含量为0.96%， B含量为0.0030%，Ti含量为0.047%，P含量为0.013%，S含量为0.002%，Alt含量为0.038%，余量为Fe和不可避免杂质，所述斯太尔摩辊道冷却工艺是控制辊道的速度为0.13～0.28米/秒，冷镦钢的规格为Φ22mm。采用这种生产方法和成分比重之后，其成品热轧之后的力学性能和机械性能如下：
力学性能和机械性能完全能够满足免退火8.8级冷镦钢使用要求。
显微组织为铁素体和珠光体，铁素体含量69%，晶粒度为9.5级。
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 (10)
1.一种超低硬度免退火冷镦钢生产方法，其生产工艺路线主要包括：冶炼→连铸→加热→精轧→终轧→弱冷→吐丝成圈→斯太尔摩辊道冷却，其特征在于：所述冷镦钢的成分按重量比重百分比为：C含量为0.19-0.22%，Si含量不大于0.08%，Mn含量为0.80-1.0%，P含量不大于0.015%，S含量不大于0.010%，Alt含量不大于0.025%，Ti含量为0.025-0.050%，B含量不大于0.035%，余量为Fe和不可避免杂质；
所述的加热工艺是将钢坯送入加热炉内加热，控制钢坯在加热炉的均热温度为1090～1170℃，开轧温度1000～1060℃；
所述的精轧工艺是控制精轧温度为850-900℃；
所述的弱冷工艺是将精轧过后的钢材冷却到800～850℃；
所述的斯太尔摩辊道冷却工艺是控制辊道的速度为0.10～0.40米/秒。
2.根据权利要求1所述的一种超低硬度免退火冷镦钢生产方法，其特征在于：所述冷镦钢的成分按重量比重百分比为：C含量为0.19%，Si含量为0.07%，Mn含量为0.84%， B含量为0.0023%，Ti含量为0.034%，P含量为0.013%，S含量为0.001%，Alt含量为0.029%，余量为Fe和不可避免杂质，所述斯太尔摩辊道冷却工艺是控制辊道的速度为0.15～0.32米/秒。
3.根据权利要求1所述的一种超低硬度免退火冷镦钢生产方法，其特征在于：所述冷镦钢的成分按重量比重百分比为：C含量为0.20%，Si含量为0.07%，Mn含量为0.85%， B含量为0.0028%，Ti含量为0.036%，P含量为0.013%，S含量为0.001%，Alt含量为0.027%，余量为Fe和不可避免杂质，所述斯太尔摩辊道冷却工艺是控制辊道的速度为0.15～0.32米/秒。
4.根据权利要求1所述的一种超低硬度免退火冷镦钢生产方法，其特征在于：所述冷镦钢的成分按重量比重百分比为：C含量为0.21%，Si含量为0.07%，Mn含量为0.95%， B含量为0.0023%，Ti含量为0.036%，P含量为0.011%，S含量为0.001%，Alt含量为0.025%，余量为Fe和不可避免杂质，所述斯太尔摩辊道冷却工艺是控制辊道的速度为0.22～0.40米/秒。
5.根据权利要求1所述的一种超低硬度免退火冷镦钢生产方法，其特征在于：所述冷镦钢的成分按重量比重百分比为：C含量为0.19%，Si含量为0.07%，Mn含量为0.85%， B含量为0.0021%，Ti含量为0.041%，P含量为0.01%，S含量为0.002%，Alt含量为0.035%，余量为Fe和不可避免杂质，所述斯太尔摩辊道冷却工艺是控制辊道的速度为0.22～0.3米/秒。
6.根据权利要求1所述的一种超低硬度免退火冷镦钢生产方法，其特征在于：所述冷镦钢的成分按重量比重百分比为：C含量为0.20%，Si含量为0.05%，Mn含量为0.88%， B含量为0.0023%，Ti含量为0.045%，P含量为0.012%，S含量为0.003%，Alt含量为0.036%，余量为Fe和不可避免杂质，所述斯太尔摩辊道冷却工艺是控制辊道的速度为0.14～0.29米/秒。
7.根据权利要求1所述的一种超低硬度免退火冷镦钢生产方法，其特征在于：所述冷镦钢的成分按重量比重百分比为：C含量为0.20%，Si含量为0.06%，Mn含量为0.89%， B含量为0.0026%，Ti含量为0.042%，P含量为0.013%，S含量为0.002%，Alt含量为0.038%，余量为Fe和不可避免杂质，所述斯太尔摩辊道冷却工艺是控制辊道的速度为0.23～0.38米/秒。
8.根据权利要求1所述的一种超低硬度免退火冷镦钢生产方法，其特征在于：所述冷镦钢的成分按重量比重百分比为：C含量为0.20%，Si含量为0.08%，Mn含量为0.92%， B含量为0.0027%，Ti含量为0.048%，P含量为0.011%，S含量为0.003%，Alt含量为0.040%，余量为Fe和不可避免杂质，所述斯太尔摩辊道冷却工艺是控制辊道的速度为0.27～0.4米/秒。
9.根据权利要求1所述的一种超低硬度免退火冷镦钢生产方法，其特征在于：所述冷镦钢的成分按重量比重百分比为：C含量为0.21%，Si含量为0.07%，Mn含量为0.96%， B含量为0.0030%，Ti含量为0.047%，P含量为0.013%，S含量为0.002%，Alt含量为0.038%，余量为Fe和不可避免杂质，所述斯太尔摩辊道冷却工艺是控制辊道的速度为0.13～0.28米/秒。
10.如权利要求1-9中的任意一项所述的一种超低硬度免退火冷镦钢生产方法，其特征在于：所述的冷镦钢轧制规格为Φ5.5～Φ26mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140625 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |