【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于鋼鐵冶金，尤其涉及一種可大變形量冷鐓的低碳易切削鋼盤條及其生產方法。
技術介紹
1、隨著機械加工技術的發展，特別是汽車工業、精密儀表工業和家用電器的發展，易切削鋼的產量和品種不斷增加，質量也不斷提高。由于低碳低硅高硫易切削鋼具有優異的切削和加工性能，因此被廣泛應用于機械制造領域。此外，在自動化機床上進行大規模生產時，這種鋼材也因其良好的加工性能而受到青睞。
2、低碳低硅高硫易切削鋼的生產和零件加工工藝主要為煉鋼、軋制、切削加工等工序。在煉鋼過程中，需要精確控制原料的配比和冶煉溫度，以確保鋼材的化學成分和機械性能符合要求。在軋制過程中，高硫易切削鋼熱加工性能差，存在易打滑、堆鋼的生產難題。在零件的加工過程中，一般需進行大量表面切削和鉆孔等，因此整體材料利用率不到40％，且切削加工成本較高。
3、市場上主流的易切削鋼線材為sae1215等，年需求量在30萬噸以上。傳統的sae1215生產方法均只能提高材料的切削加工性能，不能實現材料的大變形量冷鐓加工，材料整體利用率較低，導致零件的加工制造成本較高。針對該問題，申請號為201711315893.9的專利技術專利提出一種提高石墨化易切削鋼冷鐓性能的方法，其利用溫變形技術，對石墨化處理后的石墨化易切削鋼盤條進行鐵素體動態再結晶的溫變形，可以實現小頂鍛比冷鐓。該方法石墨易切削鋼的成分設計種si含量較高，且需添加al、b等元素，并要配合軋后退火處理，整體生產成本較高，且添加0.01-0.25％的鋁元素，會使鋼中產生較多的al2o3等硬質夾雜物，導致切削過
4、綜上所述，傳統工序生產的低碳低硅高硫易切削鋼不能實現大變形量冷鐓加工，材料利用率整體降低，導致零件的加工制造成本較高。而石墨易切削鋼僅能實現小頂鍛比的加工，但其生產工序制造成本較高，且其材料中含有較多的al2o3等硬質夾雜物，導致刀具使用壽命明顯降低，不適用于市場推廣應用。
技術實現思路
1、本專利技術針對傳統工序生產的低碳低硅高硫易切削鋼不能實現大變形量冷鐓加工的技術問題，提出一種可兼容大變形量冷鐓和高速切削加工的低碳易切削鋼的盤條及其生產方法。
2、為了達到上述目的，本專利技術采用的技術方案為：
3、一種可大變形量冷鐓的低碳易切削鋼盤條，其化學成分按照重量百分比為c≤0.09％、si≤0.01％、mn?1.00-1.30％、p?0.035-0.060％、s0.30-0.60％、cr≤0.10％、ni≤0.10％、cu?0.05-0.20％、al≤0.005％、nb?0.003-0.010％，余量為fe和不可避免的雜質。
4、作為優選，其化學成分按照重量百分比為c?0.07％、si?0.008％、mn?1.15％、p0.04％、s?0.32％、cr?0.01％、ni0.005％、cu?0.11％、al?0.002％、nb?0.009％，余量為fe和不可避免的雜質。
5、本專利技術還提出一種低碳易切削鋼盤條的生產方法，包括以下步驟：
6、轉爐冶煉：采用低堿度造渣進行脫[p]操作，lf爐出站定氧40-60ppm；
7、精煉：采用lf爐進行剛鋼水精煉；
8、連鑄：結晶器采用易切鋼專用保護渣，配合一冷水190m3/h以上的大比水量冷卻，得到180mm×240mm尺寸的矩形坯，保證大尺寸矩形坯得到表層10mm以上的極冷細晶層。連鑄過程中通過一冷水190m3/h以上的大比水量冷卻，確保180mm×240mm大尺寸矩形坯得到表層10mm以上的極冷細晶層，使鑄坯表層的fes夾雜不能聚集長大，避免后續盤條冷鐓過程中表層大顆粒fes作為裂紋源引起開裂；另外采用180mm×240mm大尺寸矩形坯相比傳統的160mm×160mm及以下尺寸的小方坯，軋制為成品φ5.5-26.0mm盤條，可大幅提高壓縮比，確保盤條晶粒細化，塑性提高。
9、加熱爐加熱：控制加熱溫度1160-1200℃，均熱段溫度1180-1240℃；
10、低溫軋制：控制開軋溫度1080-1140℃，控制不穿水延時，軋制過程中軋材的前頭5m以上不進行穿水，同時控制軋材進精軋機和減定徑溫度為800-850℃，可保證鑄坯前頭不產生開叉，且進行低溫雙相區軋制。軋制過程中軋材前頭5m以上不進行穿水，避免軋制過程中軋材前頭溫度較低出現開叉，導致軋制過程中促鋼。
11、快速冷卻：采用780-820℃低溫吐絲，吐絲后風機開啟強冷,使冷卻速度>10℃/s，冷卻至640-690℃，后蓋保溫罩等溫緩冷。
12、兩相區控軋+快冷+等溫緩冷工藝相互配合，即軋材在精軋機和減定徑800-850℃的低溫雙相區(奧氏體和鐵素體相區)軋制，配合780-820℃的低溫吐絲、軋后強冷和等溫緩冷，最終成品盤條的鐵素體晶粒度在10級及以上，獲得具有大變形能力的細晶鐵素體+極少量索氏體的組織，滿足熱軋盤條1/3冷頂鍛不產生開裂的要求。
13、作為優選，轉爐冶煉步驟中堿度控制在1.6-2.5，渣系石灰加入量3-4.5kg/t。鋁鐵加入量2.5-3.5kg/t，低碳錳鐵加入量4-5.5kg/t，磷鐵加入量1.5-1.0kg/t，硫鐵加入量9-25kg/t。
14、作為優選，精煉步驟中堿度控制2.7-3.3，加入2.5-5.5kg/t預熔硅灰石，石灰1-2kg/t；進站吹氧后測溫、定氧，lf爐出站活度氧[o]45-90ppm；同時通過合金化匹配，保證錳硫比控制在4.0-6.5，鋼包上機溫度控制在1590-1620℃。
15、作為優選，連鑄步驟中過熱度為25-55℃時，控制過熱度由低拉速到高拉速依次降低，拉速控制在1.5～3.0m/min，保持恒拉速。
16、作為優選，低溫軋制步驟中軋材的前頭5.5m不進行穿水，軋材進精軋機和減定徑溫度為810-830℃。
17、與現有技術相比，本專利技術的優點和積極效果在于：
18、(1)、本專利技術利用鋼廠現有設備和工藝條件，通過降低sae1215的mn、p、s元素含量，降低了生產成本；添加少量cu元素，配合p元素，整體提高盤條的耐蝕能力。加入微量的nb元素，形成的nbc等粒子，可大幅細化晶粒，而不影響切削加工性能。
19、(2)、利用一冷水大比水量得到10mm以上厚度的極冷細晶層和大尺寸矩形坯，配合兩相區控軋+快冷+等溫緩冷工藝，獲得具有大變形能力的細晶鐵素體+極少量索氏體的組織，滿足1/3冷頂鍛不開裂要求。
20、(3)、本專利技術生產的易切削鋼盤條，通過氧化鐵皮去除、拉拔定徑、下料后，可實現直接大變形量冷鐓和沖孔加工，并滿足高速切削加工的要求。冷鐓生產的零件由之前整體切削加工材料利用率不到40％，提高至目前的80％以上，且減少了復雜的切削過程，生產效率提高30％，整體生產成本降低60％以上，大幅提高了產品的市場競爭力。
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1.一種可大變形量冷鐓的低碳易切削鋼盤條，其特征在于，其化學成分按照重量百分比為C≤0.09％、Si≤0.01％、Mn?1.00-1.30％、P?0.035-0.060％、S?0.30-0.60％、Cr≤0.10％、Ni≤0.10％、Cu?0.05-0.20％、Al≤0.005％、Nb?0.003-0.010％，余量為Fe和不可避免的雜質。
2.根據權利要求1所述的可大變形量冷鐓的低碳易切削鋼盤條，其特征在于，其化學成分按照重量百分比為C?0.07％、Si?0.008％、Mn?1.15％、P?0.04％、S?0.32％、Cr?0.01％、Ni0.005％、Cu?0.11％、Al?0.002％、Nb?0.009％，余量為Fe和不可避免的雜質。
3.一種低碳易切削鋼盤條的生產方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.根據權利要求1所述的低碳易切削鋼盤條的生產方法，其特征在于：轉爐冶煉步驟中堿度控制在1.6-2.5，渣系石灰加入量3-4.5kg/t。鋁鐵加入量2.5-3.5kg/t，低碳錳鐵加入量4-5.5kg/t，磷鐵加入量1.5-1.0kg/t，硫鐵
5.根據權利要求1所述的低碳易切削鋼盤條的生產方法，其特征在于：精煉步驟中堿度控制2.7-3.3，加入2.5-5.5kg/t預熔硅灰石，石灰1-2kg/t；進站吹氧后測溫、定氧，LF爐出站活度氧[O]45-90ppm；同時通過合金化匹配，保證錳硫比控制在4.0-6.5，鋼包上機溫度控制在1590-1620℃。
6.根據權利要求1所述的低碳易切削鋼盤條的生產方法，其特征在于：連鑄步驟中過熱度為25-55℃時，控制過熱度由低拉速到高拉速依次降低，拉速控制在1.5～3.0m/min，保持恒拉速。
7.根據權利要求1所述的低碳易切削鋼盤條的生產方法，其特征在于：低溫軋制步驟中軋材的前頭5.5m不進行穿水，軋材進精軋機和減定徑溫度為810-830℃。
...【技術特征摘要】
1.一種可大變形量冷鐓的低碳易切削鋼盤條，其特征在于，其化學成分按照重量百分比為c≤0.09％、si≤0.01％、mn?1.00-1.30％、p?0.035-0.060％、s?0.30-0.60％、cr≤0.10％、ni≤0.10％、cu?0.05-0.20％、al≤0.005％、nb?0.003-0.010％，余量為fe和不可避免的雜質。
2.根據權利要求1所述的可大變形量冷鐓的低碳易切削鋼盤條，其特征在于，其化學成分按照重量百分比為c?0.07％、si?0.008％、mn?1.15％、p?0.04％、s?0.32％、cr?0.01％、ni0.005％、cu?0.11％、al?0.002％、nb?0.009％，余量為fe和不可避免的雜質。
3.一種低碳易切削鋼盤條的生產方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.根據權利要求1所述的低碳易切削鋼盤條的生產方法，其特征在于：轉爐冶煉步驟中堿度控制在1.6-2.5...
【專利技術屬性】
技術研發人員：左錦中，侯建偉，亓奉友，唐慶，董強，張行利，蘇永澤，張吉偉，
申請(專利權)人：青島特殊鋼鐵有限公司，
類型：發明
國別省市：
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