一种耐低温高强度弹簧钢及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及合金钢技术领域，尤其涉及一种耐低温高强度弹簧钢及其制备方法。
【背景技术】
[0002]合金钢的发展已经有100多年的历史了，到目前为止，多种多样的合金钢在工业上被应用，主要有以下类型:调质钢、弹簧钢、工具钢、高速钢、模具钢、高中低碳合金钢等，目前为止，虽然合金钢技术得到很大发展，但是，仍有很多问题存在，如耐磨度、硬度、防锈性能、耐腐蚀性能、耐高低温性能、脆性、韧性、成本等不能兼顾，在很多场合还不能满足生产的要求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种耐低温高强度弹簧钢及其制备方法，制备的弹簧钢具有强的耐低温韧性、高强度、抗疲劳和淬透性的特点。
[0004]本发明的技术方案如下:
[0005]一种耐低温高强度弹簧钢，其含有的化学成分及其重量百分比如下:C0.45-0.55 %, Si 1.0-1.3 %, Mn 1.2-1.4 %, Ni 3.5-5.5 %, Cr 0.8-1.0 %, Cu
0.3-0.5 %, Ti 0.006-0.008 %, Zn 0.03-0.06 %, Sn 0.004-0.005 P ^ 0.025 %,S彡0.025%、余量为铁。
[0006]所述的耐低温高强度弹簧钢的制备方法，包括以下步骤:
[0007](I)将生铁与废铁按1:2比例投入炉中熔化作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧、合金化，合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(l)S1、Mn ;(2)Cu、Zn、Sn ； (3)Ni,Cr、Ti ; (4)其它剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为8-10分钟，投料后搅拌均匀；
[0008](2)采用精炼剂炉外精炼，然后浇铸、铸后热处理。
[0009]所述的耐低温高强度弹簧钢的制备方法，步骤(2)中所述的精炼剂由下列重量份的原料制成:硅灰石粉5-8份、氢氧化镁8-10份、硅藻土 5-8份、玉石粉3-4份、氯化钾10-15份、氯化锰5-7份、海绵钛0.5-0.8份；制备方法是将各原料混合，加热至熔融状态，然后，浇注入纯净水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；将所得粉末加入相当于粉末重量3-5%的硅烷偶联剂KH-550、2-4%的纳米碳粉，混合均匀后，在8-15Mpa下压制成坯，然后，在1000-1100°C下煅烧3-4小时，冷却后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
[0010]本发明的有益效果如下:
[0011]本发明通过对合金成分进行合理调整，合理设置配比和生产工艺，合理设置投放次序，形成的弹簧钢具有优异的综合力学性能，尤其具有超高的强度、耐低温韧性和淬透性，不含贵金属元素V，降低了材料的成本；本发明C含量控制在0.45-0.55%，并添加B、V、T1、提高钢的淬透性和晶粒度；Mn的重量百分比为1.2-1.4%，提高钢的淬透性和低温冲击韧性；Ni的重量百分比为3.5-5.5%，提高钢的低温冲击韧性；在精炼时添加的精炼剂，对钢体内的氧化夹杂物具有强烈的吸附作用，能有效地俘获夹杂物并迅速下沉造渣，显著提高弹簧钢的力学性能和耐低温性能。
【具体实施方式】
[0012]以下结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明不仅限于这些实施例，在未脱离本发明宗旨的前提下，所作的任何改进均落在本发明的保护范围之内。
[0013]实施例1:
[0014]一种耐低温高强度弹簧钢，其含有的化学成分及其重量百分比如下:C0.45-0.55 %, Si 1.0-1.3 %, Mn 1.2-1.4 %, Ni 3.5-5.5 %, Cr 0.8-1.0 %, Cu0.3-0.5 %, Ti 0.006-0.008 %, Zn 0.03-0.06 %, Sn 0.004-0.005 P ^ 0.025 %,S彡0.025%、余量为铁。
[0015]制备方法，包括以下步骤:
[0016](I)将生铁与废铁按1:2比例投入炉中熔化作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧、合金化，合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(l)S1、Mn ;(2)Cu、Zn、Sn ； (3)Ni,Cr、Ti ; (4)其它剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为8-10分钟，投料后搅拌均匀；
[0017](2)采用精炼剂炉外精炼，然后浇铸、铸后热处理。所述的精炼剂由下列重量份的原料制成:硅灰石粉5-8份、氢氧化镁8-10份、硅藻土 5-8份、玉石粉3-4份、氯化钾10-15份、氯化锰5-7份、海绵钛0.5-0.8份；制备方法是将各原料混合，加热至熔融状态，然后，浇注入纯净水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；将所得粉末加入相当于粉末重量3-5%的硅烷偶联剂KH-550、2-4%的纳米碳粉，混合均匀后，在8-15Mpa下压制成坯，然后，在1000-1100°C下煅烧3-4小时，冷却后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
[0018]本实施例制备的弹簧钢的机械性能为:拉伸强度1200_1350MPa，屈服强度855-895MPa，延伸率12-15 %，断面收缩率26-27 %，冲击吸收功50-58J，冲击韧性68-70J/cm2 ο
【主权项】
1.一种耐低温高强度弹簧钢，其特征在于:其含有的化学成分及其重量百分比如下:C0.45-0.55%,Si 1.0-1.3%,Mn 1.2-1.4%,Ni 3.5-5.5%,Cr 0.8-1.0%,Cu 0.3-0.5%,Ti 0.006-0.008%,Zn 0.03-0.06%,Sn 0.004-0.005%、P < 0.025%、S < 0.025%、余量为铁。
2.根据权利要求1所述的耐低温高强度弹簧钢的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)将生铁与废铁按1:2比例投入炉中熔化作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧、合金化，合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(l)S1、Mn ;(2)Cu、Zn、Sn ;(3)N1、Cr、Ti ；(4)其它剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为8-10分钟，投料后搅拌均匀； (2)采用精炼剂炉外精炼，然后浇铸、铸后热处理。
3.根据权利要求2所述的耐低温高强度弹簧钢的制备方法，其特征在于:步骤(2)中所述的精炼剂由下列重量份的原料制成:硅灰石粉5-8份、氢氧化镁8-10份、硅藻土 5-8份、玉石粉3-4份、氯化钾10-15份、氯化猛5-7份、海绵钛0.5-0.8份；制备方法是将各原料混合，加热至熔融状态，然后，浇注入纯净水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；将所得粉末加入相当于粉末重量3-5%的硅烷偶联剂KH-550、2-4%的纳米碳粉，混合均匀后，在8-15Mpa下压制成坯，然后，在1000-1100°C下煅烧3-4小时，冷却后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
【专利摘要】本发明公开了一种耐低温高强度弹簧钢及其制备方法，含有的化学成分及其重量百分比为：C0.45-0.55％、Si1.0-1.3％、Mn1.2-1.4％、Ni3.5-5.5％、Cr0.8-1.0％、Cu0.3-0.5％、Ti0.006-0.008％、Zn0.03-0.06％、Sn0.004-0.005％、P≤0.025％、S≤0.025％、余量为铁。制备方法：(1)熔炼、合金化；(2)精炼剂炉外精炼，浇铸、铸后热处理。本发明通过对合金成分进行合理调整，合理设置配比和生产工艺，合理设置投放次序，形成的弹簧钢具有优异的综合力学性能，具有超高的强度、耐低温韧性和淬透性，不含贵金属元素V，成本低；在精炼时添加的精炼剂，对钢体内的氧化夹杂物具有强烈的吸附作用，能有效地俘获夹杂物并迅速下沉造渣，显著提高弹簧钢的力学性能和耐低温性能。
【IPC分类】C22C33-04, C22C38-50
【公开号】CN104630650
【申请号】CN201510064475
【发明人】梅百荣
【申请人】铜陵百荣新型材料铸件有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月6日