一种高性能工程紧固件材料scr420b的生产方法
【专利摘要】本发明涉及一种高性能工程紧固件材料SCR420B的生产方法，冷镦钢成分重量比重：C:0.18-0.23%,Si:0.15-0.35%,Mn:0.70-0.90%,P:≤0.030%,S:≤0.020%，余量为Fe。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：910-950℃，弱冷温度：850～900℃，斯太尔摩辊道速度：0.20～0.48m/s。采用CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2五元渣系，强化脱氧脱硫效果，有效去除钢中夹杂物，提高钢材内在质量，减少了Mo的用量，降低了成本。
【专利说明】—种高性能工程紧固件材料SCR420B的生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高性能工程紧固件材料SCR420B的生产方法，属于金属材料与加工【技术领域】。适用于生产12.9级工程履带螺栓，属于冷镦钢生产【技术领域】。
【背景技术】
[0002]12.9级高性能工程机械用螺栓是紧固件产品中的顶级品种，具有很高的硬度和抗拉强度，其洛氏硬度(HRC)可达39-44之间，抗拉强度可达1240N/mm2，目前该级别紧固件主要采用ML35CrMo、ML42CrMo等合金冷镦钢进行制造，由于使用材料中添加了大量的Cr、Mo等合金，尤其是Mo合金的价格一直在十几万一吨，导致该类型冷镦钢材料价格居高不下，给下游紧固件生产企业造成了很大的原料成本压力；同时由于该级别紧固件对于性能要求较高，国内大部分产品不能满足其性能要求，部分材料需要依赖于国外进口，进一步加重了国内紧固件制造企业的成本压力。
【发明内容】
[0003]为了解决上述存在的问题，本发明公开了一种高性能工程紧固件材料SCR420B的生产方法，目的旨在提供一种低成本，高生产效率的12.9级高质量的钢材制造方法。该方法通过对其精炼渣系和化学成分进行了优化，达到了降低钢中有害元素硫、磷含量和全氧含量，提高钢水纯净度，达到了降低钢材硬度，减少加工硬化、提高淬、回火稳定性的目的，全面满足了日韩用户的要求;通过B元素的微合金化，控制Ti/N比，保证有效硼的充分作用，使盘条具有良好的淬透性；通过优化控轧控冷工艺，在避免魏氏体等异常组织出`现的同时，实现了盘条表面氧化铁皮的有效控制，保证了表面质量；SCr420B盘条制作的螺栓成品用于多种工程机械上，在高强度、高预紧力、服役环境湿热等因素下，断裂失效率低，满足用户的高剪切大载荷的使用需求。
[0004]一种高性能工程紧固件材料SCR420B的生产方法，其生产工艺工艺路线主要包括:冶炼一连铸一加热一精轧一终轧一弱冷一吐丝成圈一斯太尔摩辊道冷却，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0.18-0.23%，Si含量为0.15-0.35%，Mn含量为0.70-0.90%, P含量不大于0.030%, S含量不大于0.020%, Cr含量为0.95-1.20%,Ti含量为0.025-0.065%, B含量为0.0008-0.0030%，余量为Fe和不可避免杂质，精炼渣系成分为 50 ~55% 的 CaO，8 ~10% 的 MgO，10 ~15% 的 Si02，20 ~25% 的 A1203，I ~2% 的CaF2。钢中硫含量不大于0.005%;全氧含量不大于0.0020%。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°C，开轧温度1000~1060°C。精轧工艺是控制精轧温度为910-950°C，进减定径机组轧制温度控制850-890°C，保证一定非再结晶区轧制变形量，积累相变畸变能，以增加先共析铁素体量。弱冷工艺是将轧过后的钢坯冷却到810~850°C，尽量接近相变开始温度。斯太尔摩辊道冷却工艺是控制辊道的速度为0.20~0.48m/s，保证整个相变过程在保温罩内完成，避免产生贝氏体等硬相组织。
[0005]本发明中减少原12.9级紧固件材料ML35CrMo、ML42CrMo等钢种中的Mo的用量，通过增加微量的Ti合金起到固溶强化的作用，提高其强度，通过添加微量的B元素，提高产品的淬透性。本发明减少了冶炼过程中钥铁的使用，减少了贵重合金消耗，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，使产品具有良好的机械性能。无论在合金成本还是生产成本上，均具有良好的经济效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]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】
[0007]本发明具体生产方法是:产品经转炉和钢包精炼炉冶炼后，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，更好的满足用户的使用要求。
[0008]其生产工艺工艺路线主要包括:冶炼一连铸一加热一精轧一终轧一弱冷一吐丝成圈一斯太尔摩辊道冷却，其特征在于:所述材料SCR420B为冷镦钢的一种，其成分按重量比重百分比为:C含量为0.18-0.23%, Si含量为0.15-0.35%，Mn含量为0.70-0.90%，P含量不大于0.030%, S含量不大于0.020%, Cr含量为0.95-1.20%, Ti含量为0.025-0.065%, B含量为0.0008-0.0030%,余量为Fe和不可避免杂质，精炼渣系成分为50~55%的CaO，8~10%的MgO，10~15%的Si02 ，20~25%的A1203，I~2%的CaF2。钢中硫含量不大于0.005% ；全氧含量不大于0.0020%，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°C，开轧温度1000~1060°C，精轧工艺是控制精轧温度为910_950°C，弱冷工艺是将精轧过后的钢包冷却到850~900°C，斯太尔摩辊道冷却工艺是控制辊道的速度为0.20~0.48m/s。
[0009]下面结合【具体实施方式】，进一步阐明本发明。
[0010]实施例1:
作为本发明的一种具体实施方案，前述的一种高性能工程紧固件材料SCR420B的生产方法，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0.20%, Mn含量为0.82%, Cr含量为0.98%, B含量为0.0027%, Ti含量为0.047%, P含量为0.012%, S含量为0.004%, Alt含量为0.032%，余量为Fe和不可避免杂质，所述冷镦钢的规格为Φ13πιπι。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:
【权利要求】
1.一种高性能工程紧固件材料SCR420B的生产方法，其生产工艺工艺路线主要包括:冶炼一连铸一加热一精轧一终轧一弱冷一吐丝成圈一斯太尔摩辊道冷却，其特征在于:所述材料SCR420B为冷镦钢的一种，其成分按重量比重百分比为:C含量为0.18-0.23%，Si含量为0.15-0.35%，Mn含量为0.70-0.90%，P含量不大于0.030%，S含量不大于0.020%，Cr含量为0.95-1.20%, Ti含量为0.025-0.065%，B含量为0.0008-0.0030%，余量为Fe和不可避免杂质，精炼渣系成分为50~55%的CaO，8~10%的MgO，10~15%的Si02，20~25%的A1203,1~2%的CaF2,钢中硫含量不大于0.005% ;全氧含量不大于0.0020% ； 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°C，开轧温度 1000 ~1060°C ； 所述的精轧工艺是控制精轧温度为910-950°C ； 所述的弱冷工艺是将精轧过后的钢包冷却到850~900°C ； 所述的斯太尔摩辊道冷却工艺是控制辊道的速度为0.20~0.48m/s。
2.根据权利要求1所述的一种高性能工程紧固件材料SCR420B的生产方法，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0.20%，Mn含量为0.82%，Cr含量为 0.98%, B 含量为 0.0027%, Ti 含量为 0.047%, P 含量为 0.012%, S 含量为 0.004%, Alt 含量为0.032%，余量为Fe和不可避免杂质。
3.根据权利要求1所述的一种高性能工程紧固件材料SCR420B的生产方法，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0.23%，Mn含量为0.86%，Cr含量为 0.96%, B 含量为 0.0025%, Ti 含量为 0.045%, P 含量为 0.012%, S 含量为 0.003%, Alt 含量为0.034%，余量为Fe和不可避免杂质。
4.根据权利要求1所述的一种高性能工程紧固件材料SCR420B的生产方法，所述冷镦钢的成分按重量比重百分比为=C含量为0.22%，Si含量为0.19%，Mn含量为0.88%，Cr含量为 0.97%, B 含量为 0.0026%, Ti `含量为 0.035%, P 含量为 0.011%, S 含量为 0.006%, Alt 含量为0.028%，余量为Fe和不可避免杂质。
5.根据权利要求1所述的一种高性能工程紧固件材料SCR420B的生产方法，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0.17%，Mn含量为0.80%，Cr含量为 0.99%, B 含量为 0.0019%, Ti 含量为 0.045%, P 含量为 0.014%, S 含量为 0.001%, Alt 含量为0.020%，余量为Fe和不可避免杂质。
6.根据权利要求1所述的一种高性能工程紧固件材料SCR420B的生产方法，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0.19%，Mn含量为0.81%，Cr含量为0.98%, B含量为0.002%, Ti含量为0.042%, P含量为0.011%, S含量为0.002%, Alt含量为0.022%，余量为Fe和不可避免杂质。
7.根据权利要求1所述的一种高性能工程紧固件材料SCR420B的生产方法，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0.17%，Mn含量为0.83%，Cr含量为 1.03%, B 含量为 0.0018%, Ti 含量为 0.045%, P 含量为 0.012%, S 含量为 0.003%, Alt 含量为0.020%，余量为Fe和不可避免杂质。
8.根据权利要求1所述的一种高性能工程紧固件材料SCR420B的生产方法，所述冷镦钢的成分按重量比重百分比为=C含量为0.22%，Si含量为0.17%，Mn含量为0.82%，Cr含量为 1.00%, B 含量为 0.0023%, Ti 含量为 0.046%, P 含量为 0.012%, S 含量为 0.002%, Alt 含量为0.028%，余量为Fe和不可避免杂质。
9.根据权利要求1所述的一种高性能工程紧固件材料SCR420B的生产方法，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0.19%，Mn含量为0.84%，Cr含量为 1.01%, B 含量为 0.0020%, Ti 含量为 0.040%, P 含量为 0.010%, S 含量为 0.001%, Alt 含量为0.026%，余量为Fe和不可避免杂质。
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:所述的冷缴钢轧制规格为Φ5.`5mm~C>26mm。
【文档编号】C21D8/00GK103882319SQ201410088704
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月12日 优先权日:2014年3月12日
【发明者】张先轶, 王进, 汪建元, 梅凯, 柏京波, 郭峰, 吴锦圆 申请人:张家港联峰钢铁研究所有限公司