一种晶粒细化的冷镦钢及其生产工艺的制作方法

文档序号:9781135阅读:616来源:国知局
一种晶粒细化的冷镦钢及其生产工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于冶金领域,设及一种晶粒细化的冷鐵钢及其生产工艺。
【背景技术】
[0002] 冷鐵钢材料由于其冷加工成型性能优良,目前在机械加工行业已采用冷拔工艺代 替了传统的热社材冷切削工艺,此类新工艺主要优点有:省掉大量工时、生产效率得到较大 提高;同时可W节约大量能源,从而减轻对环境的污染;此外材料的金属消耗率可W降低 20%左右,符合清洁生产、节约资源型企业生产的要求;而且所得到的产品尺寸精度比较 高,产品的表面光洁度良好,是近几年来兴起的发展迅速的机加工工艺,由冷鐵钢材料生产 出来的紧固件产品用途十分广泛,采用冷鐵成型制造各种机械标准件和紧固件,如馴钉、螺 钉、销钉、螺栓、自攻螺钉等紧固件和各种零配件。目前主要用于家用电器、电子产品、自行 车、电动车、摩托车、汽车、船舶工艺、设备制造、工具制造、机械制造、铁路、城市轨道建设、 建筑等行业。
[0003] 随着现代工业的快速发展,对冷鐵钢的要求越来越高,同时冷加工能使材料局部 产生显著的变形,为了防止产生废品,保证生产过程顺利进行及稳定产品质量,冷鐵用钢必 须具有足够的塑性,良好的表面质量,良好的钢水纯净度和均匀的组织等性能。
[0004] SWRCH35K属于一种用途广泛、性能要求较高的冷鐵钢,适用于生产8.8-10.9级高 强度螺栓、螺母、法兰螺栓、内六角螺栓,为满足使用要求,SWRCH35K需要有较高的冷顶锻性 能,目前国内生产的5胖301351(只能做到1/^2冷顶锻合格,很难保证1/^3冷顶锻合格,因此如何 提高SWRC册5K的冷顶锻性能已经成为行业的一大难点。

【发明内容】

[0005] 针对SWRC册5K现有技术上存在的缺点,本发明的目的是提出一种晶粒细化的冷鐵 钢(SWRC册5K-Ti)及其生产工艺,与SWRCH35村目比有较近C含量、Si含量、Μη含量,加入Al、Ti 元素,充分细化晶粒,并促使组织的均匀性,且通过提高钢水纯净度,最终达到改善其冷顶 锻性能的目的。
[0006] 本发明的目的是通过W下技术方案来实现的:
[0007] 1、一种晶粒细化的冷鐵钢,其特征在于:该冷鐵钢按重量百分比其成分为:C 0.32 ~0.38%、Si0.10~0.35%、Mn0.60~0.90%、Cr<0.20%、P< 0.030%、S< 0.035%、Ni <0.20%、八10.010~0.040%、1'1 0.050~0.080%、〇1<0.30%,余量是尸6和不可避免的 杂质。
[000引优选的,该冷鐵钢按重量百分比其成分为:C 0.33~0.37 %、Si 0.10~0.25 %、Mn 0.70~0.90%、Cr< 0.10%、P< 0.020%、S< 0.015%、Ni <0.10%、A1 0.015~0.035%、Ti 0.055~0.075%、化<0.10%,余量是化和不可避免的杂质。
[0009] 2、一种晶粒细化的冷鐵钢的生产工艺,其特征在于:该工艺包括转炉冶炼、LF精 炼、软吹工艺、连铸和社制工序,其工艺流程为:
[0010] (1)转炉冶炼钢铁原料采用低p铁水(要求铁水p含0.090%)和干净、干燥的优质废 钢,严格控制转炉装入量,要求铁水加入量118~120吨,废钢12~14吨;
[0011] (2)转炉冶炼过程全程底吹采用优钢模式(全程底吹氣气),防止底吹N气带来的钢 水增N;
[0012] (3)转炉终点碳含量控制在0.08-0.25%,防止钢水过氧化出钢,转炉采用滑板机 构控制出钢,防止下氧化渣。
[0013] (4)转炉出钢时按先后顺序依次加入电石、低氮增碳剂、高碳铭铁、高碳儘铁、低侣 娃铁、精炼渣(600千克/炉)、石灰(500千克/炉),转炉出钢过程不用侣,防止出钢钢水裸露 时加入侣饼,导致钢水吸氮。转炉出钢后钢水进入炉后氣站,并喂入适量A1线,确保进LF炉 初样A1不低于0.025%。
[0014] 其中,转炉出钢过程用电石代替侣来脱氧,待钢水进入氣站后再喂入A1线对钢水 进行预脱氧,运样可W防止在出钢过程加入侣会造成钢水吸氮,如果钢水中氮含量过高,在 精炼过程加入的铁铁与N反应生成TiN夹杂,影响钢水纯净度,同时氣站用侣可W用侣时机 提前,进行钢水预脱氧的同时也可W使产生的脱氧产物有足够时间上浮。
[0015] (5)控制精炼时间35-55分钟,LF精炼过程根据炉渣情况按1:1的比例增加适量的 石灰与精炼渣,LF炉送电过程控制好送电电流,防止电流过大造成的钢水裸露,带来钢水的 吸氮。
[0016] (6)LF前期使用A1粒及碳化娃进行钢水的渣面扩散脱氧,取初样后根据钢水侣含 量补喂侣线,确保喂入A1线后A1含量0.035-0.045 %,精炼中、后期不再加入含侣材料,控制 成品A1目标:0.020 % ; LF吊包前5分钟加入Ti铁2.8-3.化g/t; LF吊包前喂入150m纯巧线对 钢水进行变性处理,使产生的Ξ氧化二侣等夹杂有充分的时间上浮。
[0017] (7)LF结束后立即用碳化稻壳对钢水进行覆盖,并保证软吹氣时间控制在25分钟 W上,软吹流量W钢渣轻微蠕动,钢水不外露为准,在保证夹杂物充分上浮的同时,钢水不 吸气,从而不产生二次污染。
[0018] (8)做好中间包及保护渣等耐材的烘烤工作,开诱前用吸风管对中间包进行Ξ吹 一吸的清理工作,并进行吹氣保护,整个诱注过程做好保护诱注工作,防止钢水吸氮。
[0019] (9)开诱前,在中间包冲击区及每流上方放入5mm纯巧线,W对钢水进行变性处理, 防止开诱出现结瘤、堵水口的异常现象。
[0020] (10)社钢采用加罩缓冷工艺,得到细晶组织。
[0021] 本发明的有益效果是:考虑到冷鐵钢对冷顶锻性能的高要求。本发明通过添加 A1 与Ti元素,使得材料晶粒细化、组织更加均匀,从而提高冷鐵性能,同时通过选用合理的用 A1与加 Ti时机,在加强钢水脱氧的同时,保证了脱氧产物Ξ氧化二侣夹杂有足够的条件上 浮,并通过控N,防止TiN夹杂的产生,从而提高了钢水的纯净度,最终通过钢水纯净度与材 料晶粒度的同时提高,使得冷鐵钢的冷顶锻性能得到大幅度的提高。
【具体实施方式】
[0022] 一种本发明所述的晶粒细化的SWRCH35K-Ti冷鐵钢的生产采用"转炉冶炼一LF炉 精炼^软吹^连铸机诱注^社制"的工艺路线来进行生产,其控制方法如下。
[0023] 转炉工艺
[0024] 1、公称容积为120t的转炉装入量为131.6t,其中铁水118.3t,废钢13.3t。转炉终 点碳含量0.12%,出钢量为119.2t。
[0025] 2、转炉出钢过程先后加入电石100kg、低氮增碳剂120kg、对应量的铁合金、精炼渣 600千克、石灰500千克。
[00%] 3、转炉出钢后在氣站喂入A1线300米。
[0027] LF精炼炉工艺
[00%] 1、前期用侣粒80Kg/炉及SiC 120Kg/炉进行钢水脱氧,精炼
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