本发明涉及一种弹簧钢的冶炼方法，具体为一种新型高硬度弹簧钢的冶炼方法，属于钢材冶炼方法应用技术领域。
背景技术：
随着现代弹簧材料品种的发展，特别是新型的高强度金属合金的不断出现和物理特性的提高，使弹簧产品有了更高更广的效能；同时弹簧产品制造加工工艺的不断更新和优化，如结构成形、热处理和表面涂装等，使弹簧的应用和发展更能满足其功能要求，进一步提升了弹簧产品使用的安全性、经济性和环保特性，目前的弹簧钢采用的是马氏体不锈钢为原料制成，制成弹簧后需要再次热处理，制造工艺复杂，成品率低，成本高，韧性差，硬度低。
技术实现要素：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种新型高硬度弹簧钢的冶炼方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种新型高硬度弹簧钢的冶炼方法，具体步骤如下：
步骤A、原料的制取；
步骤B、钢液的合金化；首先在步骤A制取的原料中先加Fe-Mn，后加含Si量在1.5-2.0％的Fe-Si，最后加Al；
步骤C、钢液的浇筑，将步骤B中制取的合金钢液浇筑在冒口处加发热剂的定型模中；
步骤D、弹簧钢的处理，将步骤C中浇筑好的钢进行下料→淬火→中温回火→喷丸处理。
优选的，所述步骤A中原料的制取过程如下：
1)、矿石的干燥，首先将矿石放入烘烤炉中进行烘烤；
2)、矿石的熔化，将步骤1)中氧化之后的矿石放在熔化炉中进行熔化，熔化过程中加入0.5％-1％重量比的CaO；
3)、矿石的氧化，将步骤2)中熔化的矿石放在温度>1550℃的炉子中，当熔池沸腾时，搅拌钢液，使金属层和渣层上浮，去除钢液中有害气体和夹杂物，沸腾的钢液静置5-10min；
4)、钢液的还原，将步骤3)静置的钢液进行脱氧处理。
优选的，所述步骤3)矿石的氧化过程中脱碳速度>0.6％C/h，脱碳量>0.3～0.4％，炉渣碱度R＝2～3，FeO：12～13％，渣量控制在3～4％。
优选的，所述步骤4)中脱氧过程如下：在静置的的钢液中加入0.6-0.9重量％的Mn、1.5-2重量％的Si、0.56-0.64重量的％C预脱氧，在钢液表面薄渣形成后，加入炭粉、硅粉、铝块、Ca-Si合金终脱氧。
优选的，脱氧过程中，炉渣碱度控制在R＝2.5-3.5，炉渣中FeO含量<O.5％。
优选的，所述步骤D中弹簧钢的处理过程如下：首先，将浇筑好的弹簧钢进行下料，下料之后进行淬火处理，淬火时的温度为840-870℃，淬火后进行油冷1-2h，将油冷好的弹簧钢放再450℃-500℃中保温0.5-1h，出炉后淋水冷却2-3h。
本发明的有益效果是：该种方法制作的弹簧钢应用广泛，强度、弹性和淬透性较高，弹簧钢适于铁道车辆、汽车拖拉机工业上制作承受较大负荷的扁形弹簧或线径在30mm以下的螺旋弹簧、也适于制作工作温度在250℃以下以及汽车减震系统等，该种弹簧钢满足良好的力学性能的需要，使用该方法制作的弹簧钢有效地提高弹簧钢的力学性能和使用寿命，使其硬度更高，在碳钢的基础上提高硅、锰的含量制作，提高了钢的硬度、强度、屈强比和疲劳强度，硅同时具有提高钢的回火稳定性的作用，提高钢的淬透性和耐磨性，有良好的经济效益和社会效益，适合推广使用。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种新型高硬度弹簧钢的冶炼方法，具体步骤如下：
步骤A、原料的制取；
步骤B、钢液的合金化；首先在步骤A制取的原料中先加Fe-Mn，后加含Si量在1.5-2.0％的Fe-Si，最后加Al；
步骤C、钢液的浇筑，将步骤B中制取的合金钢液浇筑在冒口处加发热剂的定型模中；
步骤D、弹簧钢的处理，将步骤C中浇筑好的钢进行下料→淬火→中温回火→喷丸处理。
所述步骤A中原料的制取过程如下：
1)、矿石的干燥，首先将矿石放入烘烤炉中进行烘烤；
2)、矿石的熔化，将步骤1)中氧化之后的矿石放在熔化炉中进行熔化，熔化过程中加入1％重量比的CaO；
3)、矿石的氧化，将步骤2)中熔化的矿石放在温度>1550℃的炉子中，当熔池沸腾时，搅拌钢液，使金属层和渣层上浮，去除钢液中有害气体和夹杂物，沸腾的钢液静置10min；
4)、钢液的还原，将步骤3)静置的钢液进行脱氧处理。
所述步骤3)矿石的氧化过程中脱碳速度>O.6％C/h，脱碳量>0.3～0.4％，炉渣碱度R＝2～3，FeO：12～13％，渣量控制在3～4％。
所述步骤4)中脱氧过程如下：在静置的钢液中加入0.9重量％的Mn、1.5-2重量％的Si、0.64重量的％C预脱氧，在钢液表面薄渣形成后，加入炭粉、硅 粉、铝块、Ca-Si合金终脱氧。
脱氧过程中，炉渣碱度控制在R＝2.5-3.5，炉渣中FeO含量<O.5％。
所述步骤D中弹簧钢的处理过程如下：首先，将浇筑好的弹簧钢进行下料，下料之后进行淬火处理，淬火时的温度为870℃，淬火后进行油冷2h，将油冷好的弹簧钢放再450℃-500℃中保温1h，出炉后淋水冷却3h。
实施例二：
一种新型高硬度弹簧钢的冶炼方法，具体步骤如下：
步骤A、原料的制取；
步骤B、钢液的合金化；首先在步骤A制取的原料中先加Fe-Mn，后加含Si量在1.5-2.0％的Fe-Si，最后加Al；
步骤C、钢液的浇筑，将步骤B中制取的合金钢液浇筑在冒口处加发热剂的定型模中；
步骤D、弹簧钢的处理，将步骤C中浇筑好的钢进行下料→淬火→中温回火→喷丸处理。
所述步骤A中原料的制取过程如下：
1)、矿石的干燥，首先将矿石放入烘烤炉中进行烘烤；
2)、矿石的熔化，将步骤1)中氧化之后的矿石放在熔化炉中进行熔化，熔化过程中加入1％重量比的CaO；
3)、矿石的氧化，将步骤2)中熔化的矿石放在温度>1550℃的炉子中，当熔池沸腾时，搅拌钢液，使金属层和渣层上浮，去除钢液中有害气体和夹杂物，沸腾的钢液静置5min；
4)、钢液的还原，将步骤3)静置的钢液进行脱氧处理。
所述步骤3)矿石的氧化过程中脱碳速度>O.6％C/h，脱碳量>0.3～0.4％，炉渣碱度R＝2～3，FeO：12～13％，渣量控制在3～4％。
所述步骤4)中脱氧过程如下：在静置的钢液中加入0.6重量％的Mn、1.5 重量％的Si、0.56-0.64重量的％C预脱氧，在钢液表面薄渣形成后，加入炭粉、硅粉、铝块、Ca-Si合金终脱氧。
脱氧过程中，炉渣碱度控制在R＝2.5-3.5，炉渣中FeO含量<O.5％。
所述步骤D中弹簧钢的处理过程如下：首先，将浇筑好的弹簧钢进行下料，下料之后进行淬火处理，淬火时的温度为840-870℃，淬火后进行油冷1h，将油冷好的弹簧钢放再450℃-500℃中保温0.5h，出炉后淋水冷却2h。
实施例三：
一种新型高硬度弹簧钢的冶炼方法，具体步骤如下：
步骤A、原料的制取；
步骤B、钢液的合金化；首先在步骤A制取的原料中先加Fe-Mn，后加含Si量在1.5-2.0％的Fe-Si，最后加Al；
步骤C、钢液的浇筑，将步骤B中制取的合金钢液浇筑在冒口处加发热剂的定型模中；
步骤D、弹簧钢的处理，将步骤C中浇筑好的钢进行下料→淬火→中温回火→喷丸处理。
所述步骤A中原料的制取过程如下：
1)、矿石的干燥，首先将矿石放入烘烤炉中进行烘烤；
2)、矿石的熔化，将步骤1)中氧化之后的矿石放在熔化炉中进行熔化，熔化过程中加入0.8％重量比的CaO；
3)、矿石的氧化，将步骤2)中熔化的矿石放在温度>1550℃的炉子中，当熔池沸腾时，搅拌钢液，使金属层和渣层上浮，去除钢液中有害气体和夹杂物，沸腾的钢液静置8min；
4)、钢液的还原，将步骤3)静置的钢液进行脱氧处理。
所述步骤3)矿石的氧化过程中脱碳速度>0.6％C/h，脱碳量>0.3～0.4％，炉渣碱度R＝2～3，FeO：12～13％，渣量控制在3～4％。
所述步骤4)中脱氧过程如下：在静置的钢液中加入0.8重量％的Mn、1.8重量％的Si、0.56-0.64重量的％C预脱氧，在钢液表面薄渣形成后，加入炭粉、硅粉、铝块、Ca-Si合金终脱氧。
脱氧过程中，炉渣碱度控制在R＝2.5-3.5，炉渣中FeO含量<O.5％。
所述步骤D中弹簧钢的处理过程如下：首先，将浇筑好的弹簧钢进行下料，下料之后进行淬火处理，淬火时的温度为840-870℃，淬火后进行油冷1h，将油冷好的弹簧钢放再450℃-500℃中保温0.5h，出炉后淋水冷却2h。
根据实施例一、二、三制作的高强度弹簧强度、弹性和淬透性较高，弹簧钢适于铁道车辆、汽车拖拉机工业上制作承受较大负荷的扁形弹簧或线径在30mm以下的螺旋弹簧、也适于制作工作温度在250℃以下以及汽车减震系统等，该种弹簧钢满足良好的力学性能的需要，使用该方法制作的弹簧钢有效地提高弹簧钢的力学性能和使用寿命，使其硬度更高，在碳钢的基础上提高硅、锰的含量制作，提高了钢的硬度、强度、屈强比和疲劳强度，硅同时具有提高钢的回火稳定性的作用，提高钢的淬透性和耐磨性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。