一种曲轴用中碳非调质钢制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及非调质钢的制造方法，尤其是指一种高品质/低脱碳层的曲轴用中碳非调质钢的制造方法。
【背景技术】
[0002]高品质曲轴用中碳非调质钢是高级轿车曲轴用的核心安全件，是非调质钢制品中的精品，曲轴是动力输出部件，承受周期疲劳，要求高的弯曲疲劳寿命、扭转疲劳寿命、高冲击性能、高强韧性。
[0003]非调质钢是“非调质钢中(低)碳微合金结构钢”的简称，是在中、低碳钢或中、低碳锰钢中添加微合金元素(v、T1、Nb、Al、B或N)，通过控轧(锻)一控冷工艺，充分发挥沉淀强化、细晶强化及相变强化等作用，使钢材在热轧(锻)后无需调质处理，其强度和硬度可达到调质钢水平，同时具有一定塑、韧性的高效节能钢。
[0004]非调质钢是一种同时满足高性能和低成本要求的环境友好型钢材。高品质中碳非调质钢其关键技术特性值包括极窄的碳当量范围、极窄的碳偏析范围、锰当量、非金属夹杂物、高表面质量要求、低脱碳层要求、细晶粒度、高的组织均匀性、高的易切削性等。
[0005]汽车零部件用高品质特钢的发展方向是轻量化、高性能、长寿命、运行平稳、低噪音、安全性、节能性、低成本、易加工、多品种等；其技术质量发展方向是钢材高强韧性、高纯净度、高均匀性、超细晶粒度、高表面质量、长疲劳寿命等。
[0006]而非调质钢钢材脱碳层是保证高级轿车曲轴良好运行性能及疲劳寿命的重要技术指标。该产品对脱碳层有非常严格的要求(要求< 1.0%D，目标< 0.7%D)。
[0007]高品质中碳非调质钢是进口汽车国产化用钢的重要系列产品，在进口汽车国产化用钢的实验料认证过程中，成品钢材脱碳层一直是困扰实验料认证的核心问题，实际成品材的脱碳层较厚，一直在技术条件要求的上限1%D (是钢材直径的1%)，或超出技术条件要求的上限。这主要是与曲轴用非调质钢轧制前的加热温度和加热时间的控制有关。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种曲轴用中碳非调质钢制造方法，使曲轴用中碳非调质钢的成品钢材脱碳层达到小于钢材直径的0.8%。
[0009]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0010]一种曲轴用中碳非调质钢制造方法，其包含以下步骤:
[0011]SI，中碳非调质钢大方坯连铸坯的制造:
[0012]采用电炉炼中碳非调质钢，然后相继用LF精炼炉及VD精炼炉精炼，最后制成中碳非调质钢大方坯连铸坯；
[0013]S2，中碳非调质钢大方坯连铸初轧坯的制造:
[0014]用轧机对中碳非调质钢大方坯连铸坯进行轧制，制成中碳非调质钢大方坯连铸初轧还，称其为初轧还;
[0015]S3，中碳非调质钢棒材轧制:
[0016]采用轧钢机热加工轧制工艺，先将所述初轧坯的表面进行精整，称其为精整初轧坯，再将其热加工轧制至成品棒材，所述热加工轧制是采用加热炉将精整初轧坯进行加热，然后将加热后的精整初轧坯轧制至成品棒材，具体包含以下步骤:
[0017]S31，用加热炉对精整初轧坯进行加热，所述加热炉是步进式连续加热炉，精整初轧坯在步进式连续加热炉内的各加热区段进行步进式连续加热；
[0018]S32，经步骤S31进行步进式连续加热后的精整初轧坯出炉，开启高压除鳞机，对加热后的精整初轧坯进行轧制，轧制成为曲轴用中碳非调质钢成品棒材，终轧温度:彡 860 0C ；
[0019]S4，制成合格的曲轴用中碳非调质钢棒材:
[0020]对轧制后的成品棒材置于在线冷床上进行空冷，然后对成品棒材进行剪切，取样，精整，检验的步骤，直至制成合格的曲轴用中碳非调质钢棒材。
[0021]所述大方还连铸还的尺寸为320mm*425mm。
[0022]所述中碳非调质钢大方还连铸初轧还的尺寸为215mm*215mm。
[0023]所述初轧坯的表面进行精整的方式是:在线进行连铸初轧坯的自动超声波探伤，表面磁粉探伤以及有伤痕处用钢坯自动修磨机进行修磨。
[0024]所述步骤S31中的步进式连续加热包含如下步骤:
[0025]S311，所述精整初轧坯进入步进式连续加热炉内的预热段进行加热，该段内的加热温度彡800C。，加热时间为30-45分钟；
[0026]S312，经步骤S31加热后的精整初轧坯进入步进式连续加热炉内的加热I段继续进行加热，该段内的加热温度为960?1060C。，加热时间为30-45分钟；
[0027]S313，经步骤S32加热后的精整初轧坯进入步进式连续加热炉内的加热II段继续进行加热，该段内的加热温度为1150?1200C。；
[0028]S314，经步骤S33加热后的精整初轧坯进入步进式连续加热炉内的均热段继续进行加热，该段内的加热温度为1150?1200C。；所述加热II段与所述均热段为高温加热段，其总加热时间为I小时05分?I小时53分；
[0029]所述步骤S311-S314的总加热时间为2小时05分?3小时23分；
[0030]所述步骤S311-S314中，加热炉内不同部位的温差彡30C°。
[0031]所述精整初轧坯进入高温加热段的停留时间> 30分钟后，对加热炉内的精整初轧坯采取前后来回移动的方法进行加热。
[0032]所述S311-S314的总加热时间控制在2小时05分?3小时23分为宜。
[0033]所述步进式连续加热炉的气氛控制:要求空煤比彡0.9。
[0034]本发明的有益效果:
[0035]现有的非调质钢是采用均热温度为1150?1200°C，加热时间> 2小时10分钟，然后进行轧制，而本发明的曲轴用中碳非调质钢采用步进式连续加热后进行轧制，并严格控制各加热段的加热温度及加热时间，达到精确控制轧制技术及控制材料的脱碳。经大量批次的工艺试验，采用本方法制造的曲轴用中碳非调质钢其脱碳层最低能够达到0.35D% (是钢材直径的0.35%)，实际值波动范围在0.35D%-0.67D%之间，满足了实际使用要求，达到了本发明的目的。因此本方法制造曲轴用中碳非调质钢能够达到节能降耗，降本增效的实际效果。
[0036]为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细说明。
【附图说明】
[0037]图1为本发明曲轴用中碳非调质钢制造方法的流程图。
【具体实施方式】
[0038]下面结合实施例的附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。
[0039]参见图1，本发明的曲轴用中碳非调质钢制造方法包含以下流程:
[0040]SI，中碳非调质钢大方坯连铸坯的制造:
[0041]采用电炉(150吨)炼中碳非调质钢，然后相继用LF精炼炉(150吨)及VD精炼炉(150吨)精炼，最后制成中碳非调质钢大方坯连铸坯(320mm*425mm)，该步骤是现有技术；
[0042]S2，中碳非调质钢大方坯连铸初轧坯的制造:
[0043]用轧机(1350轧机)对中碳非调质钢大方坯连铸坯进行轧制，制成中碳非调质钢大方坯连铸初轧坯(215mm*215mm)，称其为初轧坯；
[0044]S3，中碳非调质钢棒材轧制:
[0045]采用轧钢机热加工轧制工艺，先将所述初轧坯的表面进行精整，称其为精整初轧坯(精整的方式是:在线进行连铸初轧坯的自动超声波探伤，表面磁粉探伤以及有伤痕处用钢坯自动修磨机进行修磨)，再将其热加工轧制至成品棒材，所述热加工轧制是采用加热炉将精整初轧坯进行加热，然后将加热后的精整初轧坯轧制至成品棒材，具体包含以下步骤:
[0046]S31，用加热炉对精整初轧坯进行加热，所述加热炉是步进式连续加热炉，精整初轧坯在步进式连续加热炉内的各加热区段进行步进式连续加热