[发明专利]一种提高汽车用铬钼钢高强度螺栓断面收缩率的方法

说明书

本发明提供了一种提高汽车用铬钼钢高强度螺栓断面收缩率的方法，包括炼钢连铸、开坯、线材加热、线材控制轧制及控制冷却以及螺栓加工成型后的调质热处理工艺；所述炼钢连铸过程的过热度控制为15～40℃，拉钢速度0.65～0.75m/min，结晶器电磁搅拌I=360±10A，采用凝固末端动态轻压下技术，铸坯断面尺寸为280*（325～380）mm；所述开坯工艺为将上述连铸坯加热到1150～1220℃，保温180～240min后进行除鳞、轧制成为方形钢坯。采用本发明方法生产螺栓，可显著提高螺栓的断面收缩率，螺栓断面收缩率≥50%，并且螺栓内部无拉拔微裂纹，提高了汽车用螺栓的质量可靠性和工作寿命。

技术领域

本发明涉及一种提高汽车用铬钼钢高强度螺栓断面收缩率的方法，尤其是汽车用10.9～12.9级高强度螺栓断面收缩率提高的方法。

背景技术

10.9～12.9级汽车用高强度螺栓一般应用于汽车发动机缸盖和发动机基体的连接件，受力情况复杂，需承受紧固产生的预紧力、发动机工作的热应力和气缸内燃烧爆炸产生的气压间接作用。10.9～12.9级高强度螺栓力学性能除要求高强度外，还要求螺栓具有足够的塑性，要求塑性指标断面收缩率≥48%。

通过在汽车紧固件制造厂家调研中了解到，10.9～12.9级铬钼钢高强度螺栓力学性能中经常出现断面收缩率不达标问题，造成标准件直接降级和报废，给汽车标准件生产企业带来巨大经济损失，因此如何提高铬钼钢高强度螺栓的断面收缩率成为该行业急需解决的问题。

关于高强度螺栓断面收缩率问题，翟晓毅等作者在2018年《炼钢》第6期发表了论文《10.9级高强螺栓面缩率不合格原因分析及改进》，文中分析了螺栓断面收缩率偏低的原因及改进措施，虽然通过调整螺栓回火温度和回火时间，断面收缩率得到一定改善，在数值上达到了用户要求，但螺栓内部的微裂纹却始终不能得到解决，对于汽车用高强度螺栓的后续服役埋下了质量及安全隐患，难以满足汽车国产化对高档次专用紧固件的质量要求；另外，提高回火温度及回火时间虽然能在一定程度上改善螺栓断面收缩率，但却增加了用户的生产成本、降低了生产效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种提高汽车用铬钼钢高强度螺栓断面收缩率的方法，通过本发明所述方法，可在不改变用户调质工艺基础上，生产出较高断面收缩率的汽车用铬钼钢高强度螺栓，并且螺栓内部无显微裂纹，提高了汽车螺栓服役的安全性和工作寿命，不但杜绝了因断面收缩率不合格给用户造成的经济损失，而且不增加用户生产成本。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种提高汽车用铬钼钢高强度螺栓断面收缩率的方法，所述方法包括炼钢连铸、开坯、线材加热、线材控制轧制及控制冷却以及螺栓加工成型后的调质热处理工艺。

本发明所述炼钢连铸过程的过热度控制为15～40℃，拉钢速度0.65～0.75m/min，结晶器电磁搅拌I=360±10A，采用凝固末端动态轻压下技术，铸坯断面尺寸为280*（325～380）mm；

本发明所述开坯工艺为将上述连铸坯加热到1150～1220℃，保温180～240min后进行除鳞、轧制成为方形钢坯。

本发明所述线材加热工艺为：将方形钢坯加热到1100～1150℃，保温120～160min后进行除鳞、轧制。

本发明所述线材加热完成后依次经过粗轧、中轧、精轧、减定径，轧制结束后，达到所需要的尺寸，控制轧制及控制冷却工艺的终轧温度780℃～820℃，吐丝温度780～830℃，辊道速度9～14m/min，保温罩及风机全部关闭。

本发明所述生产完的线材，经两拉一退工艺生产成高强度螺栓，其具体主要加工工艺流程为：线材→酸洗磷化→粗抽→罐式球化退火→酸洗磷化→精抽→冷镦→搓丝→调质。