一種無全脫碳的彈簧鋼棒材生產(chǎn)方法技術(shù)

一種無全脫碳的彈簧鋼棒材生產(chǎn)方法，屬于彈簧鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。通過準(zhǔn)備60Si2MnA的連鑄坯，再控制坯料預(yù)熱段600?800℃，加熱爐一段爐溫850?950℃，二段爐溫950?1000℃，均熱段爐溫1000?1100℃，最后控制鋼坯出爐后除鱗水壓力18Mpa?30MPa，精軋機入口溫度控制在830℃?860℃。優(yōu)點在于，彈簧鋼棒材表面不產(chǎn)生全脫碳層。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種無全脫碳的彈簧鋼棒材生產(chǎn)方法
本專利技術(shù)屬于彈簧鋼生產(chǎn)
，特別涉及一種無全脫碳的彈簧鋼棒材生產(chǎn)方法，尤其涉及一種表面無全脫碳的60Si2MnA彈簧鋼棒材生產(chǎn)方法。
技術(shù)介紹
彈簧是十分重要的機械零件，在國防、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科技以及日常生活中，都得到了廣泛的使用。彈簧在使用過程中承受往復(fù)壓縮運動，起著緩沖和減震作用，因此對彈簧鋼的疲勞性能要求特別高。彈簧鋼表面脫碳將嚴重損害彈簧的疲勞性能。文獻表明，疲勞強度隨著表面碳含量的降低而降低(M.J.Gildersleeve，MaterialsScienceandTechnology，1991，7(4):307-310)。由于彈簧鋼表面全脫碳層在淬火過程中不能淬成馬氏體，極大降低了表面的硬度，從而大幅降低其疲勞性能。日本標(biāo)準(zhǔn)JISG4801-2005和JISG0558-1998對油淬火閥門彈簧鋼絲明確規(guī)定鋼絲表面不允許有全脫碳層。中國專利CN102453794A公開了一種用于防止彈簧鋼在高溫加熱過程中脫碳的涂層材料。涂層在500℃以下鋼坯上直接噴涂，粘陽性能良好，高溫段在鋼坯表面形成致密的微晶玻璃層，有效阻礙碳氧互擴散，同時涂料中成分可顯著降低鋼中碳原子高溫活性，改善鋼的脫碳敏感性，有效緩解彈簧鋼高溫脫碳問題。但是該方式工序比較復(fù)雜，且增加生產(chǎn)成本。中國專利CN102560046A、CN103045935A、CN102962267A以及CN102212673A公布了數(shù)種彈簧鋼線材的表面脫碳的控制方法。通過控制加熱爐各段的溫度、時間以及空燃比和斯太爾摩線風(fēng)冷的冷速來控制彈簧鋼表面的脫碳層深度。目前彈簧鋼棒材全脫碳的控制方法尚未見報道。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提出一種無全脫碳的彈簧鋼棒材生產(chǎn)方法，解決了目前生產(chǎn)的彈簧鋼棒材表面全脫碳層的問題。全脫碳發(fā)生的溫度區(qū)間為700℃-900℃，因此在此溫度階段要嚴格控制加熱時間和殘氧值。在加熱過程中，預(yù)熱段和加熱一段的加熱溫度處于全脫碳溫度區(qū)間。降低氧含量會導(dǎo)致表面碳濃度的提高，使得奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變不能進行，從而抑制了全脫碳的產(chǎn)生。因此必須將殘氧值控制在2％以下，從而避免在加熱過程中形成全脫碳。加熱時間過長，表面碳含量低于0.02％(鐵素體中碳的最大溶解度含量)，在900℃時即析出鐵素體，此后析出的鐵素體將沿著先析出的鐵素體表面優(yōu)先生長，就會形成厚度均勻的全脫碳組織。將均熱段鋼坯在爐隔步排放，避免由于加熱時間超過100min導(dǎo)致表面碳含量低于0.02％。軋后緩慢冷卻，相變區(qū)時間長，易于形成全脫碳組織。因此軋后通過調(diào)整三段水流量使得上冷床鋼材表面溫度低于730℃，避開全脫碳溫度區(qū)間。因此本專利技術(shù)為了實現(xiàn)彈簧鋼棒材表面全脫碳的控制，提出的技術(shù)方案是：1、加熱過程中對加熱溫度、時間以及殘氧值的控制。2、軋后利用穿水冷卻，控制上冷床的溫度。一種無全脫碳的彈簧鋼棒材生產(chǎn)方法，具體步驟及參數(shù)如下：1、連鑄坯料準(zhǔn)備連鑄坯為60Si2MnA的連鑄坯，化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：C：0.57％-0.63％，Si：1.65-1.85％，Mn：0.75％-0.90％，P：≤0.020％，S：≤0.015％，其余為Fe。連鑄坯的斷面尺寸為160mm×160mm。2、坯料加熱爐加熱制度坯料加熱過程保證坯料加熱均勻；預(yù)熱段600-800℃，加熱爐一段爐溫850-950℃，二段爐溫950-1000℃，均熱段爐溫1000-1100℃；在爐隔一步排放一根鋼坯，在爐時間0-90min；預(yù)熱段和加熱一段的殘氧值控制在0-2％，加熱二段和均熱段的殘氧值控制在3-6％。3、棒材軋制工藝及冷卻工藝鋼坯出爐后除鱗水壓力18Mpa-30MPa，精軋機入口溫度控制在830℃-860℃。通過三段水冷，上冷床溫度為700-730℃。本專利技術(shù)的優(yōu)點在于：1、通過本專利技術(shù)所述的工藝，彈簧鋼棒材表面不產(chǎn)生全脫碳層；2、本專利技術(shù)通過對加熱爐加熱溫度、時間以及爐內(nèi)殘氧值和上冷床溫度進行控制，成本較低，便于實施，質(zhì)量穩(wěn)定。附圖說明圖1為對比工藝棒材脫碳金相圖。圖2為本專利技術(shù)工藝棒材脫碳金相圖。具體實施方式實施例1本實施例60Si2MnA彈簧鋼棒材工藝流程為：鐵水脫硫扒渣→轉(zhuǎn)爐冶煉→LF精煉→連鑄→加熱→除鱗→軋制→穿水→冷床冷卻→成品檢驗→打捆標(biāo)志→稱重入庫→交付。本實施例為斷面尺寸為160mm×160mm的連鑄坯，軋制直徑為20mm的60Si2MnA彈簧鋼棒材，棒材表面全脫碳的控制方法具體為：1、加熱爐加熱制度：坯料加熱過程保證坯料加熱均勻；預(yù)熱段700℃，加熱爐一段爐溫控制在900℃，二段爐溫控制在1000℃，均熱段爐溫控制在1050℃；鋼坯在爐隔步排放，在爐時間90min；預(yù)熱段和加熱一段的殘氧值控制在1％，加熱二段和均熱段的殘氧值控制在4％。2、軋制工藝及冷卻工藝：鋼坯出爐后除鱗水壓力18Mpa，精軋機入口溫度控制在830℃。通過三段水冷，上冷床溫度為720℃。對比工藝與以上控制工藝的差別在于，預(yù)熱段和加熱一段的殘氧值控制在4％，上冷床溫度為850℃。附圖為本專利技術(shù)和對比工藝全脫碳金相圖。從圖1中可以看出，對比工藝試樣表面形成了明顯的全脫碳層，即鐵素體層。鐵素體晶粒沿著與試樣表面垂直的方向伸長。全脫碳層深度為40μm，總脫碳層深度為180μm。而從圖2中可以看出，本專利技術(shù)的試樣表面沒有出現(xiàn)全脫碳。總脫碳層深度為80μm。通過本實施例可以看出本專利技術(shù)工藝條件下生產(chǎn)的彈簧鋼棒材，表面無全脫碳，且總脫碳層深較淺。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種無全脫碳的彈簧鋼棒材生產(chǎn)方法，其特征在于，具體步驟及參數(shù)如下：1)連鑄坯料準(zhǔn)備連鑄坯為60Si2MnA的連鑄坯，化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：C：0.57％?0.63％，Si：1.65?1.85％，Mn：0.75％?0.90％，P：≤0.020％，S：≤0.015％，其余為Fe；2)坯料加熱爐加熱制度預(yù)熱段600?800℃，加熱爐一段爐溫850?950℃，二段爐溫950?1000℃，均熱段爐溫1000?1100℃；在爐隔一步排放一根鋼坯，在爐時間0?90min；3)棒材軋制工藝及冷卻工藝鋼坯出爐后除鱗水壓力18Mpa?30MPa，精軋機入口溫度控制在830℃?860℃；通過三段水冷，上冷床溫度為700?730℃。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種無全脫碳的彈簧鋼棒材生產(chǎn)方法，其特征在于，具體步驟及參數(shù)如下：1)連鑄坯料準(zhǔn)備連鑄坯為60Si2MnA的連鑄坯，化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：C：0.57％-0.63％，Si：1.65-1.85％，Mn：0.75％-0.90％，P：≤0.020％，S：≤0.015％，其余為Fe；2)坯料加熱爐加熱制度預(yù)熱段600-800℃，加熱爐一段爐溫850-950℃，二段爐溫950-1000℃，均熱段爐溫1000-1100℃；在爐隔一...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：柳洋波，張瑋，佟倩，孫齊松，晁月林，
申請(專利權(quán))人：首鋼總公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京,11