[发明专利]一种具有低强度高塑性免退火冷镦钢用盘条及其制造方法

说明书

本发明涉及一种具有低强度高塑性免退火冷镦钢用盘条及制造方法，化学成分按质量百分比计为：C：0.20～0.26％，Si：≤0.15％，Mn：0.75～1.00％，P：≤0.015％，S：≤0.015％，Cr：0.25～0.35％，Ti：0.02～0.06％，Al:0.020～0.080％，Cu：≤0.30％，B:0.0008～0.0030％，H：≤0.0002％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。生产盘条的直径范围6‑16mm。生产工艺流程：转炉或电炉冶炼、LF精炼、RH或VD脱气、连铸、坯料表面处理、线材控温轧制、斯太尔摩冷却。本发明生产的热轧盘条具有细小的铁素体和预球化的珠光体，抗拉强度低而塑性高，可以省略球化退火，能够直接用于冷镦法兰面变形量较大的紧固件。冷镦的紧固件经热处理后，能够满足8.8级和10.9级产品性能要求。

技术领域

本发明属于冷镦钢用盘条制备技术领域，具体涉及一种具有低强度高塑性免退火冷镦钢用盘条及制造方法。

背景技术

冷镦是指用冷镦机采用多工位冷镦模在室温下进行冷挤压或冷镦成型生产工艺，广泛用于螺栓、紧固件、套管等产品的生产。冷镦采用的钢铁原材料即称为冷镦钢。冷镦钢盘条一般均需要进行球化退火处理，球化退火不仅降低盘条的抗拉强度而且能提高盘条的塑性，特别是塑性的提高，有利于后续的复杂零件和大变形的工件成型。但球化退火热处理周期长，能源消耗大，造成冷镦厂的成本增加，也不利于节能环保。如果冷镦钢能够实现免退火直接冷镦，将大大降低冷镦钢生产成本，对国家号召的节能减排也做出相应的贡献，同时能提升钢厂在行业核心竞争力。

免退火冷镦钢需达到或者接近退火后力学性能，首先考虑减少钢中的合金成分的添加，如公开号为CN 105063481 A发明专利所述，该免退火冷镦钢成分设计为：C的质量分数为：0.23～0.25％，Si的质量分数≤0.07％，Mn的质量分数为0.80～1.00％，Ti的质量分数为0.025～0.040％，Al的质量百分数为≥0.020％，P的质量分数为＜0.025％，S的质量分数为＜0.025％，B的质量分数为0.0010～0.0019％，其余为Fe和不可避免的杂质。但减少合金成分，只能用于制作8.8和9.8级螺栓的制造，无法制造10.9级高强螺栓，并且断面收缩率只有58-66％，无法满足大变形法兰面螺栓要求。如公开号CN 105543678 A发明专利所述，该含硼高强度免退火盘条的成分设计为：C的质量分数为：0.25～0.35％，Si的质量分数≤0.04％，Mn的质量分数为0.50～0.70％，Cr的质量分数为：0.25～0.35％，Ti的质量分数为0.035～0.055％，Als的质量百分数为0.035～0.055％，P的质量分数为＜0.012％，S的质量分数为＜0.004％，B的质量分数为0.0045～0.0060％，O的质量分数为≤0.0015％,H≤0.00015％,其余为Fe及不可避免的不纯物。该专利的盘条虽然可以降低热轧盘条的强度，但是通过极限降低钢中的Si含量和控制极严非金属夹杂物级别来获得。添加了Cr增加淬透性制作高强度10.9级高强螺栓，但是该成分设计对原盘圆辅材料和炼钢工艺要求极高，Si的质量分数≤0.04％，冶炼时需要对铁水进行脱Si处理，只能添加超低Si合金、低Si废钢来防止炼钢过程Si含量超标。专利中提出的非金属夹杂物的实例要求A、B、C、D类均≤0.5级，该非金属夹杂物的要求极严，对精炼渣等原辅材料提出极高的要求，同时需匹配复杂的冶炼工艺。实际生产的工艺对热轧盘圆的制造成本增加。反而不利于成本的降低和节能环保。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种具有低强度高塑性免退火冷镦用钢盘条及其制造方法，通过对合金成分的适当添加，配合低温轧制和斯太尔摩缓慢冷却工艺，使盘条获得细小的铁素体和预球化的珠光体组织，其具有低的抗拉强度和高的断裂收缩率，且通条性能良好，满足用户在精拉拔后直接冷镦大变形的法兰面螺栓要求。再通过热处理生产9.8级和10.9级高强度级别螺栓，全流程全方位做到盘条生产和螺栓制造低成本，达到节能降耗。