[发明专利]一种高强度简化退火冷镦钢生产方法

说明书

本发明公开了一种高强度简化退火冷镦钢生产方法，属于紧固件用钢技术领域。它包括将原料按元素配比后依次进行电炉冶炼、LF精炼、RH真空脱气、方坯连铸、方坯轧制和高速线材轧制处理，得到热轧盘条，对热轧盘条进行退火加工得到冷镦钢；所述原料的元素配比包括至少96.2wt％的Fe、0.01wt％～0.1wt％的V、0.01wt～0.1wt％的Nb和0.002wt％～0.01wt％的N；(V+Nb)/N＝7～15；所述高速线材轧制包括对线材在950℃以上进行粗、中轧机轧制，接着控制进线材减定径机组的温度为790℃～860℃，经过水箱快速冷却至吐丝的温为度770℃～800℃。本发明能获得显微组织为羽毛状和针片状混合贝氏体+少量铁素体显微组织，使得球化退火时间有效节约50％，球化等级4～6级，能够制造内六角螺栓、法兰面螺栓等变形量较大的紧固件。

技术领域

本发明属于紧固件用钢技术领域，更具体地说，涉及一种高强度简化退火冷镦钢生产方法。

背景技术

紧固件是我国装备制造业的基础性产业，广泛应用于国民经济的各个领域。近年来，随着汽车行业的大力发展，紧固件用高强度螺栓的需求日渐增多，要求也越来越高，国内外普遍使用的高强度紧固件强度级别为12.9级。球化退火作为制造12.9级高强度紧固件生产过程中非常重要的一个环节，其目的是使钢材组织中的渗碳体转变为粒状结构，从而获得足够的塑性以便后续冷镦成形。与此同时球化退火工序也是最为耗时耗能的环节，其周期大约为28～35h。因此，任何能够减少退火时间和降低退火温度的措施都会给企业降低大量成本。

近年来国内外厂家生产免退火或者简化退火冷镦钢产品多数通过低温轧制技术，获得超细晶铁素体+珠光体组织的方法来实现简化退火的目的，而对于利用常规轧制获得贝氏体组织实现减免退火的目的未见报道。中国申请专利CN201510302098.0提出了一种高强度紧固件用简化退火冷镦钢热轧盘条及其生产方法，其成分为C 0.30％～0.40％、Si0.15％～0.25％、Mn0.60％～0.85％、Cr 0.90％～1.10％、Mo 0.15～0.30％、P≤0.025％、S≤0.025％，其余为铁和微量杂质。通过优化合金成分设计、优化控轧控冷工艺，实现简化退火，降低退火成本；生产的12.9级螺栓成品性能符合各项指标要求，并且通条稳定性良好，具有显著的节能降耗环保的效果。用该方法获得显微组织为铁素体+珠光体组成，紧固件厂深加工工艺仍然采用“两拉一退”工艺，达不到简化退火工艺的目的。

中国申请专利CN201810147729.X提出了一种耐延迟断裂性能优异的合金冷镦钢及生产方法，成分按重量百分比计为：C 0.37％～0.41％、Si 0.15％～0.30％、Mn 0.75％～0.95％、Cr0.90％～1.20％、Mo 0.15％～0.30％、W 0.05％～0.15％，另含有V和Nb元素中的一种，其中V0.030％～0.060％、Nb 0.010％～0.030％；其余为Fe及不可避免的杂质。本发明通过化学成分的合理设计，连铸连轧、加热、控轧控冷的生产工艺，生产出具有铁素体+珠光体组织，无全脱碳层的中碳铬钼合金冷镦钢盘条，该合金冷镦钢盘条具有较好的耐延迟断裂能力，但不能简化退火工艺。

综上所述，总是现有技术中已有一些涉及化学成分或者生产工艺来改善退火工艺，但是依然无法有效简化退火工艺或减少退火时间。因此，目前亟需设计一种能够有效简化退火工艺、减少退火时间的冷镦钢生产方法。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有技术中的冷镦钢生产工艺无法有效简化后续的退火工艺，导致退火时间较长的问题，本发明提供一种高强度简化退火冷镦钢生产方法；通过对钢材中微量合金元素含量的控制以及控轧控冷，获得羽毛状和针片状混合贝氏体+少量铁素体显微组织，能够有效解决冷镦钢生产工艺无法有效简化后续的退火工艺，导致退火时间较长的问题。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：