焊接用冷镦钢盘卷及其生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种冷镦钢，尤其是一种10.9级焊接紧固件用冷镦钢盘卷及其生产方法。
【背景技术】
[0002]近年来，汽车生产企业竞争激烈，如何在保证质量的前提下，降低生产成本已经成为下游紧固件用户最为关注的问题。而汽车用10.9级紧固件选用的材料多为肌40&、SCM435等合金冷镦钢，这些材料由于加入了贵重的Cr、Mo等合金，不仅生产成本高，而且还会恶化紧固件的焊接性能(一般碳当量Ceq均在0.50%以上)，增加了焊接裂纹敏感性，这对焊接带来很大困难。
[0003]碳当量Ceq是目前研究钢的焊接性能最常用、最简便的评价指标，计算公式为 Ceq=C+Mn/6+ (Cr+V+Mo) /5+ (Cu+Ni) /15,当 Ceq ^ 0.40%，说明材料焊接性能良好；当Ceq=0.40?0.60%，则焊接性能稍差，焊接前需适当预热；当Ceq多0.60%焊接性能较差，需采取较高预热温度处理。因此，开发一种具有良好焊接性能和冷加工性能的低成本冷镦钢非常有现实意义。
[0004]申请号为201510001153.2的中国专利申请，公开了一种600MPa级高强度焊接用热乳盘条及其生产方法，该盘条虽然焊接性能良好，但加入了 V合金，造成成本较高。专利号为200610025064.2公开了一种高性能建筑用埋弧焊丝及盘条，但其主要适用于建筑钢结构行业。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种高焊接性能的焊接用冷镦钢盘卷；本发明还提供了一种焊接用冷镦钢盘卷的生产方法。
[0006]为解决上述技术问题，本发明成分的重量百分含量为:C 0.18?0.23%、Si 彡 0.30%、Mn 0.90 ?1.20%、B 0.0008 ?0.0050%、Cr 彡 0.30%、P 彡 0.025%、S 彡 0.025%，
0.005%，其余为铁和其他不可避免的杂质元素。
[0007]本发明方法包括炼钢、连铸、加热、乳制和冷却工序，其采用上述重量百分含量成分的钢坯；所述加热工序:钢坯加热至1100?1200°C，保温时间90?120min。
[0008]本发明方法所述乳制工序中，进精乳温度920?950 °C，卷取温度控制在890?920。。。
[0009]本发明方法所述冷却工序中，辊道冷却线的风机和保温罩均关闭。
[0010]本发明所述精炼工序为:冶炼工序的出钢钢水经LF炉精炼后，进RH炉进行真空脱气和去夹杂处理。所述冶炼工序中，出钢时钢包内加入高碳锰铁30?40kg/T进行脱氧合金化，铝块4.5?6.5kg/T ;精炼工序中，RH真空处理纯脱气时间10分钟及以上，控制RH离站前底吹氩气时间多15min。
[0011]本发明方法采用的原理是:采用低碳当量的化学成分设计，C、Mn、Si按照下限控制，减少其对焊接性能和冷加工性能的恶化；降低P、S等元素，避免材料脆性，改善材料冷作硬化率等指标；采用LF+RH双精炼工艺，降低有害气体元素0、Ν、Η，去除非金属夹杂物；调整钢坯加热温度，使奥氏体晶粒充分长大；精乳温度按照下限控制，有利于储存能的积累，提高铁素体形核驱动力，促进铁素体相变，进而提高盘条的塑性；适当降低卷取温度，延长奥氏体向铁素体的转变时间，促进铁素体形核及长大，同时提高铁素体的晶粒尺寸；关闭辊道冷却线的风机和保温罩，以降低盘卷冷却速度，有效避免较大过冷度，以促进铁素体的充分转变。
[0012]影响材料焊接性能C、Cr、Mn等元素外，N元素对焊接性能影响也很大。为减少N含量对焊接性能的影响，本发明方法采用RH炉进行真空脱气，通过降低炉内压强，未达到新的平衡，钢水中的N通过钢渣界面将向大气内扩散。采用上述LF+RH双精炼工艺，可使钢中氮含量可以降低到0.005%以下。
[0013]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明制造成本低，具有良好的焊接性能和冷加工性能，其生产的10.9级汽车焊接零件各项性能均满足用户要求。
[0014]本发明方法获得的热乳盘条的微观组织由铁素体+珠光体组成，抗拉强度493?502MPa、面缩率50?52%、1/3冷顶锻合格，不仅具有良好的焊接性能，而且具有良好的冷镦性能。本发明方法节省了 Cr、Mo等贵重合金的加入，在保证产品性能的前提下，大大降低了材料生产成本，达到了下游用户10.9级汽车焊接零件各项性能的要求，减小了下游紧固件企业的成本压力，使得产品在市场竞争中更具成本优势。
【附图说明】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0016]图1是本发明的金相组织照片(100X )。
【具体实施方式】
[0017]实施例1:本焊接用冷镦钢盘卷采用下述具体工艺生产而成。
[0018](I)冶炼工序:将高炉铁水兑入转炉进行冶炼，转炉出钢钢水中成分的重量百分含量:C 0.04%,P 0.009%, S 0.013%;出钢时钢包内加入铝块4.5kg/T，高碳锰铁32kg/T，后期加入石灰8.5kg/To
[0019](2)精炼工序:LF进站后按照6kg/T加入石灰、根据造白渣情况加入电石和铝粒，并升温至1651°C、合金化。将钢水运至RH炉进行脱气和去夹杂操作，采用全栗抽真空处理，最低真空度控制140pa及以下；纯脱气时间12min。真空处理完毕后不再进行成分调整。离站前钢包底吹氩气时间16min。
[0020](3)连铸工序:将钢水吊至连铸机连铸，中包钢水中成分的质量百分含量:C0.19%，Si 0.05%，Mn 0.92%，Cr 0.15%，P 0.013%，S 0.006%，B 0.0023%，N 0.0043%，余量为Fe和微量杂质。
[0021](4)加热工序:在开坯车间，将大方坯由325mmX280mm乳制成160X160mm方坯；将开完后的方坯加热至1121°C，保温时间10min ;然后高压水除磷，要求除磷水压至少1MPa。
[0022](5)乳制工序:将除磷后的钢坯进行6+6道次粗中乳，4道次预精乳，2道次精乳；进精乳温度936 °C，精乳结束后，卷取温度控制在897 °C。
[0023](6)冷却工序:进入板链式运输辊道冷却线，风机和保温罩均关闭，板链一步一走，尽可能延长盘卷在保温罩内的停留时间。
[0024]本实施例所得Φ38πιπι规格的冷镦钢盘条的金相组织照片(100 X，200 μ m)见图1，由图1可见，其微观组织由铁素体+珠光体组成；经检测，所得冷镦钢盘条的抗拉强度为499MPa，面缩率为52%。经某汽车紧固件厂进行深加工，酸洗-磷化-粗拉-球化退火-精拉至31.6mm-冷镦-热处理，制作的10.9级汽车底盘焊接零件(紧固件)，焊接性能和冷加工性能良好。
[0025]实施例2:本焊接用冷镦钢盘卷采用下述具体工艺生产而成。
[0026]( I)冶炼工序:将高炉铁水兑入转炉进行冶炼，转炉出钢钢水中成分的重量百分含量:C 0.06%,P 0.010%, S 0.013%;出钢时钢包内加入铝块5.5kg/T，高碳锰铁30kg/T，后期加入石灰8kg/T。
[0027](2)精炼工序:LF进站后按照7kg/T加入石灰、根据造白渣情况加入电石和铝粒，并升温至1659°C，合金化。将钢水运至RH炉进行脱气和去夹杂操作，采用全栗抽真空处理，最低真空度控制140pa及以下；纯脱气时间13min。真空处理完毕后不再进行成分调整。离站前钢包底吹氩气时间17min。
[0028](3)连铸工序:将钢水吊至连铸机连铸，中包钢水中成分的质量百分含量:C0.20%、Si 0.06%、Mn 0.93%、Cr 0.16%、P 0.014%、S 0.008%、B 0.0022%，N 0.0044%，其余为铁和不可避免的杂质元素。
[0029](4)加热工序:在开坯车间，将大方坯由325mmX280mm乳制成160X160mm方坯，将钢坯加热至1125°C，保温时间105min ;然后高压水除磷，要求除磷水压至少lOMPa。
[0030](5)乳制工序:将除磷后的钢坯进行6+6道次粗中乳，4道次预精乳，2道次精乳；进精乳温度941°C，精乳结束后，卷取温度控制在898 °C。
[0031](6)冷却工序:进入板链式运输辊道冷却线，风机和保温罩均关闭，板链一步一走，尽可能延长盘卷在保温罩内的停留时间。
[0032]本实施例所得Φ 38mm规格的冷镦钢盘条，微观组织由铁素体+珠光体组成，抗拉强度为505MPa，面缩率为52%。经某汽车紧固件厂进行深加工，酸洗-磷化-粗拉-球化退火-精拉至31.6mm-冷镦