[发明专利]缩小活塞销用钢中心偏析区域的生产工艺

说明书

本发明公开了一种缩小活塞销用钢中心偏析区域的生产工艺，其包括转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、连铸、开坯和轧制工序，（1）冶炼工序：终点成分C≥0.08wt%，转炉终点氧含量控制在300ppm及以下，出钢P≤0.015wt%，S≤0.040wt%；（2）LF精炼工序：造白渣时间≥15min，控制出钢Al含量为0.0100～0.0300wt%、O含量为15ppm及以下、S含量为0.010%及以下；（3）RH真空处理工序：100Pa及以下保持保真空时间10～15min，软吹时间≥15min。采用本工艺生产的活塞销用钢，中心偏析区域小于普通工艺生产相同规格圆钢，能很好地满足了活塞销用钢的要求。本工艺缩小了圆钢中心偏析区域直径，提高了活塞销用钢的内部质量，对其他中心偏析要求严格的汽车零部件用钢或板材等有参考与指导意义。

技术领域

本发明属于冶炼与轧制技术领域，尤其是一种缩小活塞销用钢中心偏析区域的生产工艺。

背景技术

活塞销用来连接活塞和连杆，活塞将燃烧气体的压力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转并输出动力。活塞销的工作环境很恶劣，在高温条件下承受很大的周期性冲击负荷，且由于活塞销在销孔内摆动角度不大，难以形成润滑油膜，因此润滑条件较差。要求具有足够高的机械强度、耐磨性及疲劳强度。

活塞销的材料一般为低碳钢或低碳合金钢。因为活塞销要求外层硬并耐磨，所以需要对用低碳钢或低碳合金钢制造的活塞销外表面进行渗碳和淬火。渗碳淬火后的表层显微组织主要为高硬度的马氏体加上残余奥氏体和少量碳化物﹐心部组织为韧性好的低碳马氏体或含有非马氏体的组织。表面硬度可达HRC 58～63，心部硬度为HRC 30～42。渗碳淬火后，活塞销表面产生压缩内应力，有利于提高疲劳强度。

由于汽车轻量化要求，为了减轻重量，活塞销一般用优质合金结构钢制造，结构一般为一个厚壁空心圆柱。因此活塞销表面由外表面和内表面构成：外表面为圆钢的亚表面；内表面为活塞销内孔的表面，即为圆钢的中心区域。由于活塞销用钢的渗碳工艺，对应于活塞销内孔区域的圆钢中心区域质量要求严格，该区域应避开中心偏析区域，若出现严重偏析线将造成活塞销内孔表面在渗碳热处理过程中体积变化，引起热处理失效。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种缩小活塞销用钢中心偏析区域的生产工艺，以提高活塞销用钢的内部质量。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其包括转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、连铸、开坯和轧制工序，其工艺步骤为：（1）冶炼工序：终点成分C≥0.08wt%，转炉终点氧含量控制在300ppm及以下，出钢P≤0.015wt%，S≤0.040wt%；

（2）LF精炼工序：造白渣时间≥15min，控制出钢Al含量为0.0100～0.0300wt%、O含量为15ppm及以下、S含量为0.010%及以下；

（3）RH真空处理工序：100Pa及以下保持保真空时间10～15min，软吹时间≥15min；

（4）连铸工序：轧制总压缩比≥15，钢水过热度控制△T≤30℃；

（5）开坯工序：开成150mm*150mm的小方坯，空冷；开坯的均热温度1200～1250℃，加热段与均热段总时间不少于4h；

（6）轧制工序：小方坯轧制前进行二次加热，均热温度1130～1170℃，总加热时间≥180min。

本发明所述连铸工序中，采用中冷冷却模式，采用动态轻压下技术或末端电磁搅拌。

本发明所述开坯工序中，开坯加热的预热段温度500～800℃，加热段1050～1240℃，总加热时间不少于5h。

本发明所述轧制工序中，二次加热的预热段温度500～720℃，加热段1030～1170℃。