[发明专利]一种组织性能均匀的优质高强冷镦钢的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种中碳冷镦钢线材生产，具体的说是一种组织性能均匀的优质高强冷镦钢的制造方法。

背景技术

根据我国汽车工业协会预测，基于“十二五”期间整车发展速度远快于汽车紧固件的发展，今后几年将是汽车紧固件的高速发展期。国外进口材料具有淬透性好、纯净度高和装配稳定等诸多优点，因而高级别的紧固件市场长期被国外产品占据。

我国生产紧固件用线材的钢企较多，其产品质量参差不平，且多以中低端产品为主。产品质量上，铁素体加珠光体为主要组织的线材生产，搭接点和非搭接点在冷却过程存在冷速不均匀的情况。非搭接点处冷速较快，得到晶粒粗大的铁素体组织，且组织不均匀，可导致冷镦性能的降低。搭接点位置由于冷速较慢，出罩温度较高相变尚未结束，在后续的集卷空冷中，发生进一步的相变最终产生贝氏体加少量铁素体和珠光体组织。这样造成盘条组织、性能不均匀，这给下游客户的加工使用带来了很大的不便，易造成冷镦加工开裂及加工率低等问题。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种组织性能均匀的优质高强冷镦钢的制造方法。该方法通过合理的冷镦钢线材控制轧制与控制冷却工艺，充分利用终轧阶段奥氏体晶粒的再结晶，细化原始奥氏体晶粒，同时优化斯太尔摩风冷线工艺，得到以贝氏体为主的组织性能均匀的原始盘条，在后续热处理中得到了均匀的球化退火组织，有效减少冷镦钢加工的开裂问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种组织性能均匀的优质高强冷镦钢的制造方法，工艺路线为：电炉冶炼→精炼→连铸→钢坯抛丸、修磨→铸坯加热→除鳞→粗轧→中轧→精轧→吐丝→斯太尔摩风冷线→集卷→入库，得到组织性能均匀的优质高强冷镦钢；具体如下：

冷镦钢化学成分按重量百分比为：C：0.30～0.50%，Mn：0.45～0.90%，Si：0.05～0.40%，Cr：0.70～1. 50%，Mo：0.03～0.50%，Alt:0.015～0.040%，其余为Fe及不可避免的杂质；

轧制工艺：铸坯加热后钢坯出炉温度910～1160℃，精轧终轧温度：800～900℃，吐丝温度：780～870℃；

斯太尔摩风冷线控冷工艺：以5℃/s～10℃/s冷速冷却至520～700℃后入罩，罩内冷速为0.2～0.8℃/s，出罩温度为460～620℃。

本发明通过设定合理工艺参数，在入罩前快冷，避免发生铁素体及珠光体相变；然后以较低温度入罩缓冷，非搭接点和搭接点先后发生贝氏体转变，得到组织性能均匀的盘条。搭接点位置：以较慢冷速冷却，发生少量的铁素体、珠光体相变。控制出罩温度到贝氏体即将转变温度，在后续集卷空冷中，发生进一步相变最终产生以贝氏体为主加少量铁素体和珠光体的组织。中间（即非搭接点）：快冷阶段，相变过程基本越过铁素体和珠光体相变区；随后以较低温度入罩后，发生贝氏体相变；同样得到贝氏体为主加少量铁素体和珠光体的组织。尽管搭接点和非搭接点处存在较大温差，但控制罩内合理的冷速，得到以贝氏体为主加少量铁素体和珠光体的组织。这种组织性能均匀的盘条，在先球化退火再拉拔的冷镦加工过程中可以得到很好的应用。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的组织性能均匀的优质高强冷镦钢的制造方法，冷镦钢化学成分按重量百分比为：C：0.40%，Mn：0.65%，Si：0.23%，Cr：0.97%，Mo：0.23%，P：0.010%，S：0.002%，Cu：0.08%，Ni：0.04%，Alt：0.025%，其余为Fe及不可避免的杂质；

轧制工艺：铸坯加热后钢坯出炉温度1050℃，精轧终轧温度：825℃，吐丝温度：820℃；

斯太尔摩风冷线控冷工艺：盘卷搭接点风冷冷速6.5℃/s,盘卷中间风冷冷速7.5℃/s,盘卷搭接点入罩温度680℃，盘卷中间入罩温度650℃，盘卷搭接点罩内冷速0.35℃/s，盘卷中间罩内冷速0.83℃/s，盘卷搭接点出罩温度600℃，盘卷中间出罩温度480℃；

所制得的冷镦钢力学性能为：抗拉强度：970Mpa，延伸率：16%，断面收缩率：50%，维氏硬度：306Hv。

前述的组织性能均匀的优质高强冷镦钢的制造方法，冷镦钢化学成分按重量百分比为：C：0.40%，Mn：0.64%，Si：0.24%，Cr：0.98%，Mo：0.22%，P：0.014%，S：0.003%，Cu：0.07%，Ni：0.05%，Alt:0.027%，其余为Fe及不可避免的杂质；

轧制工艺：铸坯加热后钢坯出炉温度1060℃，精轧终轧温度：830℃，吐丝温度：820℃；