【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種柴油機(jī)凸輪軸用易切削免正火細(xì)晶粒鋼的生產(chǎn)方法，屬于特殊鋼及其冶煉。
技術(shù)介紹
1、目前國(guó)內(nèi)柴油機(jī)主要使用中碳鋼制造凸輪軸，常規(guī)的凸輪軸用鋼生產(chǎn)工藝具體包括：選用適合凸輪軸制造的中碳鋼材料→選擇合適的正火爐→將凸輪軸放入正火爐中→當(dāng)凸輪軸達(dá)到正火溫度后，保持一定的保溫時(shí)間→保溫結(jié)束后，將凸輪軸從正火爐中取出，進(jìn)行冷卻。
2、即現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于凸輪軸用鋼的生產(chǎn)，需要經(jīng)正火后機(jī)加工、熱處理、表面滲氮處理，采用離線正火的工藝進(jìn)行組織均勻化是一種常見的金屬熱處理工藝，為后續(xù)的機(jī)加工、熱處理創(chuàng)造條件。
3、然而正火處理工藝，通常需要將工件從生產(chǎn)線轉(zhuǎn)移到專門的正火爐中進(jìn)行加熱和冷卻處理。正火爐的加熱過程需要消耗大量的能源，包括電力、燃?xì)獾取＿@不僅增加了生產(chǎn)成本，也對(duì)環(huán)境造成了較大的能源負(fù)擔(dān)；這個(gè)過程中還涉及裝卸、運(yùn)輸、加熱、冷卻等多個(gè)環(huán)節(jié)，耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，降低了生產(chǎn)效率；同時(shí)在離線正火過程中，由于工件的形狀、尺寸和放置方式等因素的影響，很難保證整個(gè)工件在加熱和冷卻過程中的溫度均勻性，溫度不均勻可能導(dǎo)致工件組織不均勻，影響產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。因此有必要提供一種針對(duì)柴油機(jī)凸輪軸用鋼的生產(chǎn)工藝，其實(shí)現(xiàn)免正火，在保證鋼種質(zhì)量的同時(shí)降低制造成本、過程碳排放，提高生產(chǎn)效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供一種柴油機(jī)凸輪軸用易切削免正火細(xì)晶粒鋼的生產(chǎn)方法，通過化學(xué)成分的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，冶煉、軋制工藝的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)免正火，降低制造成本，過程碳排放，提高生產(chǎn)效。
2、本
3、一種柴油機(jī)凸輪軸用易切削免正火細(xì)晶粒鋼，包括以下質(zhì)量百分比的化學(xué)元素成分：c：0.44%-0.46%，si：0.10%-0.15%，mn：0.70%-0.75%，p≤0.015%，s：0.040%-0.060%，cr：0.10%-0.15%，al：0.040%-0.050%，cu≤0.20%，ni≤0.05%，mo≤0.05%，[o]≤15ppm，余量為fe。；
4、柴油機(jī)凸輪軸用易切削免正火細(xì)晶粒鋼的生產(chǎn)方法，具體包括以下步驟：
5、步驟s1：選取控硫低磷鐵水，經(jīng)過預(yù)處理后輸送至頂?shù)讖?fù)吹式轉(zhuǎn)爐中冶煉，冶煉過程中采用二次造渣法進(jìn)行脫磷處理，出鋼過程中加入預(yù)熔精煉渣、石灰以及石英砂進(jìn)行造渣，加入鋁餅進(jìn)行預(yù)脫氧，同時(shí)加入硅錳合金以及高碳鉻鐵對(duì)鋼水中成分進(jìn)行初調(diào)，直至精煉到站時(shí)鐵水中各元素至預(yù)設(shè)范圍；
6、采用滑板擋渣機(jī)控制下渣，設(shè)定出鋼下渣回磷量≤0.001%；
7、步驟s2：lf精煉工序，精煉過程中加入碳化硅、電石以及鋁粒進(jìn)行渣面脫氧，同時(shí)控制脫氧過程中al含量范圍為0.060%-0.080%；
8、調(diào)整精煉渣的成分，設(shè)定其堿度r為3.5-5.0，并控制精煉過程中鋼水s含量范圍為0.050%-0.060%；
9、根據(jù)鋼水過氧化程度配比使用石灰與預(yù)熔精煉渣，以在lf精煉結(jié)束前調(diào)整鋼水的成分至預(yù)設(shè)值；
10、步驟s3：rh精煉工序，設(shè)定rh爐中真空度≤50pa，高真空保持時(shí)間≥25min，鋼水破空[h]≤1.2ppm；
11、步驟s4：軟吹及微變性處理，軟吹前通過喂絲機(jī)喂入硅鈣線進(jìn)行微鈣變性處理，喂線后開啟軟吹，將夾雜物聚集上浮去除；
12、步驟s5：方坯連鑄工序，采用弧型方坯連鑄機(jī)實(shí)施多流恒拉速澆注，控制過熱度為25℃-35℃，連鑄施行全程全保護(hù)澆鑄生產(chǎn)；采用m-ems結(jié)合f-ems兩段電磁攪拌裝置，并在拉矯機(jī)處液芯凝固末端使用輕壓下；
13、步驟s6：軋制工序，將步驟s5生產(chǎn)出的連鑄方坯冷卻至室溫后進(jìn)行冷裝，并在蓄熱式步進(jìn)加熱爐中進(jìn)行高溫加熱；高溫加熱后采用若干連軋機(jī)組結(jié)合kocks軋機(jī)進(jìn)行高精度軋制，軋制后進(jìn)行穿水冷卻，并預(yù)設(shè)穿水冷卻后溫度范圍；
14、步驟s7：對(duì)經(jīng)過步驟s6軋制后的鋼材順次通過矯直、拋丸、倒棱、超聲波探傷以及表面探傷，進(jìn)行精整；
15、進(jìn)一步的，步驟s1中，選取的控硫低磷鐵水中，包括以下質(zhì)量百分比的化學(xué)元素成分：p≤0.012%，s：0.050%-0.070%；
16、進(jìn)一步的，步驟s1中，在頂?shù)讖?fù)吹式轉(zhuǎn)爐中冶煉時(shí)，控制鐵水溫度≥1300℃，采用二次造渣法直至轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)p≤0.012%；
17、造渣時(shí)，加入200kg預(yù)熔精煉渣、400kg石灰以及50kg石英砂；
18、精煉到站時(shí)，鐵水中包括以下質(zhì)量百分比的化學(xué)元素成分：c：0.35%-0.40%，si：0.05%-0.10%，mn：0.65%-0.72%，cr：0.05%-0.10%；
19、進(jìn)一步的，步驟s2中，lf精煉結(jié)束前，調(diào)整至鋼水中包括以下質(zhì)量百分比的化學(xué)元素成分：c：0.44%-0.46%，si：0.10%-0.15%，mn：0.70%-0.75%，s：0.040%-0.055%，cr：0.10%-0.15%，al：0.050%-0.060%；
20、進(jìn)一步的，步驟s4中，軟吹前通過喂絲機(jī)喂入50m的硅鈣線，喂線后開啟軟吹，并設(shè)定軟吹時(shí)間為25min-30min；
21、進(jìn)一步的，步驟s5中，采用210mm×210mm弧形方坯連鑄機(jī)，設(shè)定多流澆注范圍為4-5流，拉速恒定為1.2m/min；
22、連鑄施行全程全保護(hù)澆鑄生產(chǎn)具體包括，設(shè)定一冷水量為135m3/h，同時(shí)采用低硅中間包覆蓋劑、高硫鋼專用結(jié)晶器保護(hù)渣；
23、拉矯機(jī)處液芯凝固末端使用輕壓下，壓下高度設(shè)定為5-7mm；
24、進(jìn)一步的，步驟s6中，在蓄熱式步進(jìn)加熱爐中通過1200℃-1230℃高溫加熱擴(kuò)散，并持續(xù)2.5-3h；
25、高精度軋制時(shí)，采用18架連軋機(jī)組，4架kocks軋機(jī)；
26、預(yù)設(shè)穿水冷卻后溫度范圍為880℃-920℃。
27、通過以上技術(shù)方案，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)具有以下有益效果：
28、1、本專利技術(shù)提供的柴油機(jī)凸輪軸用易切削免正火細(xì)晶粒鋼，通過優(yōu)化化學(xué)成分，添加一定量的cr、al元素進(jìn)行細(xì)化晶粒，同時(shí)調(diào)整s元素的含量，與鋼中mn元素結(jié)合提高其切削性能，從而提高凸輪軸的表面質(zhì)量；
29、2、本專利技術(shù)提供的柴油機(jī)凸輪軸用易切削免正火細(xì)晶粒鋼的生產(chǎn)方法，采用輕壓下工藝連鑄制造，進(jìn)一步提高低倍質(zhì)量，減輕元素和組織偏析；軋制過程采用高溫加熱擴(kuò)散，減輕組織偏析；以達(dá)到均勻組織的作用；
30、3、本專利技術(shù)提供的柴油機(jī)凸輪軸用易切削免正火細(xì)晶粒鋼的生產(chǎn)方法，軋后進(jìn)行穿水冷卻，替代正火工序，通過控制相變過程達(dá)到均勻組織的作用，同時(shí)不影響基體組織。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種柴油機(jī)凸輪軸用易切削免正火細(xì)晶粒鋼，其特征在于：包括以下質(zhì)量百分比的化學(xué)元素成分：C：0.44%-0.46%，Si：0.10%-0.15%，Mn：0.70%-0.75%，P≤0.015%，S：0.040%-0.060%，Cr：0.10%-0.15%，Al：0.040%-0.050%，Cu≤0.20%，Ni≤0.05%，Mo≤0.05%，[O]≤15ppm，余量為Fe。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述柴油機(jī)凸輪軸用易切削免正火細(xì)晶粒鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于：具體包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述柴油機(jī)凸輪軸用易切削免正火細(xì)晶粒鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟S1中，選取的控硫低磷鐵水中，包括以下質(zhì)量百分比的化學(xué)元素成分：P≤0.012%，S：0.050%-0.070%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述柴油機(jī)凸輪軸用易切削免正火細(xì)晶粒鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟S1中，在頂?shù)讖?fù)吹式轉(zhuǎn)爐中冶煉時(shí)，控制鐵水溫度≥1300℃，采用二次造渣法直至轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)P≤0.012%；
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述柴油機(jī)凸輪軸用易切削免正火細(xì)晶粒鋼的生產(chǎn)方法，其特征在
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述柴油機(jī)凸輪軸用易切削免正火細(xì)晶粒鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟S4中，軟吹前通過喂絲機(jī)喂入50m的硅鈣線，喂線后開啟軟吹，并設(shè)定軟吹時(shí)間為25min-30min。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述柴油機(jī)凸輪軸用易切削免正火細(xì)晶粒鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟S5中，采用210mm×210mm弧形方坯連鑄機(jī)，設(shè)定多流澆注范圍為4-5流，拉速恒定為1.2m/min；
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述柴油機(jī)凸輪軸用易切削免正火細(xì)晶粒鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟S6中，在蓄熱式步進(jìn)加熱爐中通過1200℃-1230℃高溫加熱擴(kuò)散，并持續(xù)2.5-3h；
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種柴油機(jī)凸輪軸用易切削免正火細(xì)晶粒鋼，其特征在于：包括以下質(zhì)量百分比的化學(xué)元素成分：c：0.44%-0.46%，si：0.10%-0.15%，mn：0.70%-0.75%，p≤0.015%，s：0.040%-0.060%，cr：0.10%-0.15%，al：0.040%-0.050%，cu≤0.20%，ni≤0.05%，mo≤0.05%，[o]≤15ppm，余量為fe。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述柴油機(jī)凸輪軸用易切削免正火細(xì)晶粒鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于：具體包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述柴油機(jī)凸輪軸用易切削免正火細(xì)晶粒鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟s1中，選取的控硫低磷鐵水中，包括以下質(zhì)量百分比的化學(xué)元素成分：p≤0.012%，s：0.050%-0.070%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述柴油機(jī)凸輪軸用易切削免正火細(xì)晶粒鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟s1中，在頂?shù)讖?fù)吹式轉(zhuǎn)爐中冶煉時(shí)，控制鐵水溫度≥1300℃，采用二次造渣法直至轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)p≤0.012%；
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：左輝，錢洪建，梅國(guó)俊，盧煜，鄭力寧，翟萬里，印傳磊，石可偉，肖夢(mèng)旋，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇沙鋼集團(tuán)淮鋼特鋼股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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