36MnVS4涨断连杆用钢制造方法
【专利摘要】本发明公开一种36MnVS4涨断连杆用钢制造方法，通过原材料的挑选控制了残余元素；通过采用控制磷含量冶炼方法，控制磷含量在0.020%～0.030%，达到涨断后废品率不大于3‰；通过对转炉冶炼、VD+LF炉外精炼和氩气保护浇铸炼钢工艺的控制，确保钢水纯净度；通过控制残余元素铬在0.10%～0.15%，镍不大于0.10%，钼不大于0.03%，以及控制碳当量在1.18%～1.27%，以达到连杆成品的硬度；通过含铝脱氧剂的限制使用控制了铝含量不大于0.010%，以及采用氩气保护浇铸，达到夹杂物指标。本发明的有益效果：本发明炼钢工艺保证了产品的化学成分达到了设计的要求，从而使连杆的涨断废品率达到了3‰以下。
【技术领域】
[0001 ]本发明属于金属材料制造领域，具体涉及一种汽车涨断连杆用钢的制造方法，主 要用于36MnVS4产品的生产。 36MnVS4涨断连杆用钢制造方法
【背景技术】
[0002] 涨断连杆用钢36MnVS4为德国牌号，从德国引进到国内。随着汽车工业的迅猛发 展，对汽车涨断连杆用钢的质量提出了更高的要求。引进36MnVS4钢就是用于替代C70S6， 36MnVS4优势在于强度高、疲劳寿命高，低温脆断性能好。然而按照国外原材料技术规范中 的化学成分冶炼的钢材，由国内客户制成连杆，在涨断过程中发现，由于化学成分匹配的不 同，尤其是磷含量的不同，导致连杆涨断后的废品率也不相同，达到了5%~10%;客户可以接 受的涨断后废品率应不大于3%〇。
【发明内容】
[0003] 本发明公开一种36MnVS4涨断连杆用钢制造方法，通过控制磷含量在0.020%~ 0.030%，达到涨断后废品率不大于3%。；同时通过控制残余元素铬在0.10%~0.15%，镍不大 于0.10%，钼不大于0.03%，以及控制碳当量在1.18%~1.27%，以达到连杆成品的硬度;通过 控制铝不大于0.010%，达到夹杂物指标。为实现上述目的，本发明采用以下技术路线： 一、技术思路 冶炼工艺如何保证化学成分达到设计的要求是本发明的重点，首先，窄的碳当量控制 势必导致某些成分必须窄控制，碳、钒尤其窄，给炼钢增加了很大的难度;对于优质钢来说， 一般要求磷越低越好，而此钢还需要保有部分磷量，残余元素铬控制在〇. 10%~〇. 15%，镍 不大于0.10%，钼不大于0.03%，对冶炼原料提出了严格的要求，确保残余元素合格;另外，从 钢液纯净度角度考虑，此产品控制成分要求铝不大于0.010%，冶炼过程不允许采用铝进行 沉淀脱氧和扩散脱氧，通过碳粉、硅调整渣况、净化钢液。
[0004] 二、技术方案： 1. 炼钢工艺路线:转炉-LF-VD-浇铸3.0吨钢锭； 2. 具体工艺措施： ⑴钢锭化学成分应符合按表1的控制成分规定。
[0005] 表1钢锭化学成分
⑵转炉工艺 配料选用高炉铁水、配入残余元素低的废钢；出钢温度1620°C~1650°C，出钢磷不大于 0.020%，碳不小于0.10%，转炉控制下渣量不小于50mm，控制转炉出钢量50吨~55吨，出钢后 不允许加铝脱氧剂，出钢后加入精炼渣300kg，高锰500kg，硅铁300kg。
[0006] (3)LF 工艺 采用石灰造渣，石灰加入量600kg~700kg;不加铝进行脱氧，采用碳粉、硅粉扩散脱氧； 硫处理到0.010%以下，变渣，加入硫铁，磷的合金化可以加入磷铁来控制磷的范围，温度高 于1560°C，吹氮气20min~30min;LF炉吊包温度1640°C~1650°C。
[0007] ⑷VD工艺 VD真空处理时自由空间不小于800mm，极限真空度不大于67Pa，保持极限真空度时间 3min~5min，弱吹氩时间不少于20min，吊包浇铸温度1540°C~1550°C。
[0008] (5)浇注 氩气保护浇铸3.0吨钢锭，浇注温度1535°C~1545°C，浇铸速度:锭身为280s~350s，帽 头不少于240s。
[0009] 本发明的优点和创新点在于： ⑴为了达到设计的内控化学成分，通过原材料的挑选控制了残 余元素;通过采用控制磷含量冶炼方法，使磷含量达到了设计的要求;通过含铝脱氧剂 的限制使用控制了铝含量。
[0010] (2)提高纯净度 钢材按GB/T10561进行非金属夹杂物检验，采用A法评定，非金属夹杂物合格级别应符 合表2规定。
[0011] 表2非金属夹杂物合格级别
为提高钢水纯净度，关键控制炼钢工艺的以下环节： ①控制转炉出钢量50吨~55吨，保证VD真空处理时自由空间不小于800mm，以便可以大 氩气搅拌，使夹杂物和气体充分上浮到渣中。
[0012] @LF白渣时间要求保持不少于20min，并且硫处理到0.010%以下才可以变渣。
[0013] ?:VD极限真空度不大于67Pa，保持极限真空度时间3min~5min;弱吹氩时间不少 于20min〇
[0014] g|饶铸采用氩气保护，避免造成钢液氧化。
[0015] ⑶提高低倍质量 钢材的横截面酸浸低倍组织试片上不得有目视可见的缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮、白 点、晶间裂纹，酸浸低倍组织按GB/T1979进行评级，应符合表3规定。
[00161 耒3低倍钼织合榕级別
按ISO 3763中塔形试样检验发纹，应符合单条发纹最大长度不大于4mm;每IOOcm2面积 内的发纹总条数不多于7条;总长度不大于12_。
[0017]为了达到以上要求，关键控制炼钢工艺中以下环节： 氩气保护浇铸3.0吨钢锭，浇注温度1535°C~1545°C，浇铸速度:锭身为280s~350s，帽 头不少于240s。
[0018] 本发明的有益效果： 本发明炼钢工艺保证了产品的化学成分达到了设计的要求，从而使连杆的涨断废品率 达到了 3%。以下。
【具体实施方式】
[0019] 实施例1 炉号：15103523823，成品规格 Φ 36mm。
[0020] 1、工艺流程:转炉-LF-VD-铸锭3 · 0吨； ⑴化学成分 36MnVS4化学成分熔炼分析结果见表4。
[0021] 表4 36MnVS4化学成分熔炼分析结果
⑵转炉工艺 配料选用高炉铁水、废钢；出钢温度1640°C，磷:0.011%，碳:0.12%，：出钢后加入精炼渣 300kg，高猛500kg，娃铁300kg。
[0022] ⑵LF工艺 石灰加入量700kg;采用碳粉、硅粉扩散脱氧；硫处理到0.007%变渣，加入硫铁；温度 1568°C，吹氮气30min;LF炉吊包温度1650°C。
[0023] ⑷VD工艺 极限真空度不大于67Pa，保持极限真空度时间4min，弱吹氩时间40min，吊包浇铸温度 1550。。。
[0024] (5)饶注 氩气保护浇铸3.0吨钢锭，浇注温度1540 °C。浇铸速度:第一排锭身350s，帽头290s;第 二排锭身340s，帽头288s。
[0025] 2、生产检验结果 ⑴酸浸低倍结果见表5。
[0026] 表5酸浸低倍组织结果
⑵发纹检验:合格。
[0027]⑶非金属夹杂物检验结果见表6。
[0028] 耒fi非全雇本杂物給骀结里
⑷此炉号连杆涨断废品率1.5%〇。
[0029] 实施例2 炉号：15103523825，成品规格 Φ 36mm。
[0030] 1、工艺流程:转炉-LF-VD-铸锭3 · 0吨。
[0031]⑴化学成分 36MnVS4化学成分熔炼分析结果见表7。
[003?! 丰7 登也公检栋公讲娃里 (2)转炉工艺
配料选用高炉铁水、废钢；出钢温度1635°(：，磷:0.010%，碳:0.10%， ：出钢后加入精炼渣 300kg，高猛500kg，娃铁300kg。
[0033] (3)LF 工艺 石灰加入量700kg;采用碳粉、硅粉扩散脱氧；硫处理到0.003%变渣，加入硫铁；温度 1570°C，吹氮气30min;LF炉吊包温度1645°C。
[0034] ⑷VD工艺 极限真空度不大于67Pa，保持极限真空度时间4min，弱吹氩时间30min，吊包浇铸温度 1545。。。
[0035] (5)浇注 氩气保护浇铸3.0吨钢锭，浇注温度1540 °C。浇铸速度:第一排锭身350s，帽头300s;第 二排锭身345s，帽头290s。
[0036] 2、生产检验结果 ⑴酸浸低倍结果见表8。
[0037] 表8酸浸低倍组织结果
⑵发纹检验:合格。
[0038]⑶非金属夹杂物检验结果见表9。
[0039]表9非金属夹杂物检验结果 (4)此炉号连杆涨断废品率2.5%〇。
[0040] 实施例3 炉号：15103523856，成品规格 Φ 36mm。
[0041 ] 1、工艺流程:转炉-LF-VD-铸锭3 · 0吨。
[0042]⑴化学成分 36MnVS4化学成分熔炼分析结果见表10。
[0043] 表10 36MnVS4化学成分熔炼分析结果
⑵转炉工艺 配料选用高炉铁水、废钢；出钢温度1640 °C，磷:0.017%，碳:0.13%，出钢后加入精炼渣 300kg，高猛500kg，娃铁300kg。
[0044] (3)LF 工艺 石灰加入量700kg;采用碳粉、硅粉扩散脱氧；硫处理到0.005%变渣，加入硫铁；温度 15800°C，吹氮气30min;LF炉吊包温度1645°C。
[0045] ⑷VD工艺 极限真空度不大于67Pa，保持极限真空度时间4min，弱吹氩时间30min，吊包浇铸温度 1543 cC 〇
[0046] (5)浇注 氩气保护浇铸3.0吨钢锭，浇注温度1540°C。浇铸速度:第一排锭身30s，帽头320s;第二 排锭身352s，帽头296s。
[0047] 2、生产检验结果 ⑴酸浸低倍结果见表11。
[0048] 表11酸浸低倍组织结果
⑵发纹检验:合格。
[0049] ⑶非金属夹杂物检验结果见表12。
[0050]表12非金属夹杂物检验结果
⑷此炉号连杆涨断废品率1.0%〇。
【主权项】
1. 一种36MnVS4涨断连杆用钢制造方法，其特征在于:所述制造方法的工艺路线：转炉 -LF-VD-浇铸3.0吨钢锭;钢锭化学成分控制磷含量在0.020%~0.030%，控制残余元素铬 在0.10%~0.15%，镍不大于0.10%，钼不大于0.03%，控制碳当量在1.18%~1.27%，控制铝不 大于0.010%; 所述转炉工艺，配料选用高炉铁水、配入残余元素低的废钢；出钢温度1620°C~1650 °C，出钢磷不大于0.020%，碳不小于0.10%，转炉控制下渣量不小于50mm，控制转炉出钢量50 吨~55吨，出钢后不允许加铝脱氧剂，出钢后加入精炼渣300kg，高锰500kg，硅铁300kg; 所述LF工艺，采用石灰造渣，石灰加入量600kg~700kg;不加错进行脱氧，采用碳粉、娃 粉扩散脱氧;硫处理到0.010%以下，变渣，加入硫铁，磷的合金化可以加入磷铁来控制磷的 范围，温度大于1560°C，吹氮气20min~30min;LF炉吊包温度1640°C~1650°C; 所述VD工艺，VD真空处理时自由空间不小于800mm，极限真空度不大于67Pa，保持极限 真空度时间3min~5min，弱吹氩时间不少于20min，吊包浇铸温度1540°C~1550°C ; 所述浇注，氩气保护浇铸3.0吨钢锭，浇注温度1535°C~1545°C，浇铸速度:锭身为280s ~350s，帽头不少于240s。2. 根据权利要求1所述36MnVS4涨断连杆用制造方法，其特征在于：所述钢锭化学成分 磷含量为〇. 024%，残余元素铬为0.14%，镍为0.03%，钼为0.01%，碳当量为1.24%，铝为 0.004%； 所述转炉工艺，出钢温度1640 °C，磷:0.011 %，碳:0.12%，：出钢后加入精炼渣300kg，高 锰500kg，硅铁300kg; 所述LF工艺，石灰加入量700kg，硫处理到0.007%变渣，温度1568°C，吹氮气30min; LF炉 吊包温度1650 °C; 所述VD工艺，极限真空度不大于67Pa，保持极限真空度时间4min，弱吹氩时间40min，吊 包浇铸温度1550 °C; 所述浇注，浇注温度1540°C; 浇铸速度:第一排锭身350s，帽头290s;第二排锭身340s，帽头288s。3. 根据权利要求1所述36MnVS4涨断连杆用钢制造方法，其特征在于:所述钢锭化学成 分磷含量为0.020%，残余元素铬为0.15%，镍为0.03%，钼为0.01%，碳当量为1.22%，铝为 0.004%； 所述转炉工艺，出钢温度1635 °C，磷:0.010%，碳:0.10%，：出钢后加入精炼渣300kg，高 锰500kg，硅铁300kg; 所述LF工艺，石灰加入量700kg，硫处理到0.003%变渣，温度高于1570°C，吹氮气30min; LF炉吊包温度1645°C; 所述VD工艺，极限真空度不大于67Pa，保持极限真空度时间4min，弱吹氩时间30min，吊 包浇铸温度1545 °C; 所述浇注，浇注温度1540°C; 浇铸速度:第一排锭身350s，帽头300s;第二排锭身345s，帽头288s。4. 根据权利要求1所述36MnVS4涨断连杆用钢制造方法，其特征在于:所述钢锭化学成 分磷含量为0.027%，残余元素铬为0.14%，镍为0.03%，钼为0.02%，碳当量为1.20%，铝为 0.006%； 所述转炉工艺，出钢温度1640 °C，磷:Ο . 017%，碳:0.13%，：出钢后加入精炼渣300kg，高 锰500kg，硅铁300kg; 所述LF工艺，石灰加入量700kg，硫处理到0.005%变渣，温度高于1580°C，吹氮气30min; LF炉吊包温度1645°C; 所述VD工艺，极限真空度不大于67Pa，保持极限真空度时间4min，弱吹氩时间30min，吊 包浇铸温度1543 °C; 所述浇注，浇注温度1540°C; 浇铸速度:第一排锭身30s，帽头320s;第二排锭身352s，帽头296s。
【文档编号】C21C5/30GK106086288SQ201610396333
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月7日 公开号201610396333.X, CN 106086288 A, CN 106086288A, CN 201610396333, CN-A-106086288, CN106086288 A, CN106086288A, CN201610396333, CN201610396333.X
【发明人】丛洁, 乔兵, 张宇, 吴鹏, 周伟基, 陈长西, 李忠之, 蒋大伟, 刘子平, 杨毓永, 凌三平, 程明华, 刘世才, 刘波, 张志兴, 陈洋, 赵宇光, 相丞, 郭东旭, 刘作政, 吕学飞
【申请人】东北特钢集团大连特殊钢有限责任公司