【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及棒材生產，尤其涉及一種基于生態電爐的汽車傳動軸用鋼棒材及其生產方法。
技術介紹
1、汽車傳動軸是汽車傳動系統中至關重要的部件，主要負責傳輸發動機產生的動力到車輛的驅動輪上。汽車傳動軸用鋼的質量關系到汽車行駛過程中動力傳遞的安全性，因此對汽車傳動軸用鋼在耐高溫、耐磨性、力學性能、疲勞壽命、鋼質純凈度等方面要求都非常高，以確保汽車行駛過程的安全性。
2、生態電爐(也稱生態環保電爐)是一種高效率的電弧爐，采用先進的能量回收和環保技術，具有高度的氣密性以及防止空氣滲入廢鋼預熱室和爐體內的特征。生態電爐包括熔融爐和預熱室，使用高溫廢氣預熱廢鋼，將廢鋼裝入到連接在爐殼上的豎型預熱室中。通過使用廢氣中所含的co氣體，生態電爐只需加少量燃料就可以實現鋼水冶煉，可避免產生有害化學物質。另外，生態電爐還可實現全廢鋼或0～60％比例鐵水兌裝的不同工藝生產，原料不受料型和尺寸限制，既可選用經濟的輕型廢鋼組織全廢鋼冶煉，又可以提高鐵水比例開發高潔凈度鋼水。
3、申請公布號為cn?116837291?a的中國專利申請公開了“一種生態電爐汽車軸套用鋼棒材生產制備方法”，所述棒材的化學成分按質量百分比計為c：0.18％～0.23％，si：0.20％～0.35％，mn：0.42％～0.60％，p：≤0.015％，s：≤0.010％，cr：0.82％～1.00％，ni：≤0.25％，mo：0.41％～0.53％，cu：≤0.15％，余量為鐵和不可避免的雜質。其采用生態電爐冶煉→lf精煉→rh精煉→連鑄→加熱工藝→軋制工藝，實現
4、本申請開發的是一種具有優良力學性能和高鋼質純凈度的汽車傳動軸用鋼棒材，目的是滿足高端產品要求。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種基于生態電爐的汽車傳動軸用鋼棒材及生產方法，采用“生態電爐+lf+rh+連鑄”的冶煉連鑄工藝，配合適當的軋制工藝，生產一種高鋼質純凈度、具有優良力學性能及表面質量的汽車傳動軸用鋼棒材，能夠滿足高端產品要求，實現了生態電爐連鑄流程批量生產汽車傳動軸用鋼棒材的突破。
2、為了達到上述目的，本專利技術采用以下技術方案實現：
3、一種基于生態電爐的汽車傳動軸用鋼棒材，汽車傳動軸用鋼棒材的化學成分按質量百分比計為c：0.18％～0.22％，si：0.22％～0.33％，mn：0.85％～1.00％，p≤0.015％，s≤0.005％，cr：1.05％～1.20％，ni≤0.25％，mo≤0.10％，ti：0.05％～0.09％，cu≤0.15％；其余為fe及不可避免的雜質。
4、進一步的，所述汽車傳動軸用鋼棒材的成品性能為：抗拉強度rm≥1080mpa，屈服強度rel≥850mpa，延伸率a≥10％，斷面收縮率z≥45％，5mm缺口室溫縱向沖擊吸收功ku2≥55j；低倍組織指標：一般疏松≤1.5級，中心疏松≤1.5級，錠型偏析≤1.5級，一般斑點狀偏析≤1.0級，邊緣斑點狀偏析≤1.0級；非金屬夾雜物指標：a類≤2.0級，b類≤1.5級，c類≤1.5級，d類≤1.5級，ds類≤2.0級。
5、一種基于生態電爐的汽車傳動軸用鋼棒材的生產方法，生產工藝過程包括生態電爐冶煉、lf精煉、rh精煉、連鑄、鑄坯加熱、軋制、保溫及熱處理；
6、其中，所述生態電爐冶煉過程為：按重量百分比計，鐵水比例為35％～40％，廢鋼比例為60％～65％；鐵水入爐溫度為1280～1290℃,出鋼溫度為1615～1625℃；出鋼時鋼水c含量為0.08％～0.12％，p≤0.010％；出鋼量達到總鋼水量1/4～1/3時，加入渣料、預脫氧劑及合金；冶煉周期為55～65min，爐耗氧量為21～22m3/t鋼；合金及加入量為：硅錳合金4.0～4.2kg/t鋼，中碳錳鐵6.0～6.2kg/t鋼，低碳鉻鐵14.0～14.2kg/t鋼；渣料為軸承鋼合成渣，加入量為5.0～5.2kg/t鋼；預脫氧劑為鋁線段，加入量為0.8～0.9kg/t鋼；輔料及加入量為：焦炭顆粒6.5～6.7kg/t鋼，鋼包灰5.8～6.2kg/t鋼，活性石灰35～36kg/t鋼，菱鎂石13.0～13.5kg/t鋼。
7、進一步的，所述lf精煉過程為：lf進站溫度為1515～1525℃，采用35000～36000a大電流升溫化渣，當渣面波動、鋼水及電弧不裸露時補加活性石灰；精煉5～6min時第一次取樣分析化學成分，按照化學成分補加合金并增碳；當鋼水溫度達到1610～1620℃時加入擴散脫氧劑氧化鋁球1.4～1.5kg/t鋼進行擴散脫氧；閉爐門10～13min，當鋼水溫度達到1625～1635℃時第二次取樣分析化學成分；二次樣取后，當鋼水溫度達到1645～1655℃時離站；lf冶煉周期為45～50min，凈空為420～430mm；補加合金及加入量為：硅鐵0.3～0.32kg/t鋼，高碳錳鐵3.5～3.6kg/t鋼，高碳鉻鐵5.8～6.0kg/t鋼，鈦鐵1.4～1.5kg/t鋼，切削鋁0.4～0.45kg/t鋼；另外補加輔料活性石灰5～5.2kg/t鋼。
8、進一步的，所述rh精煉過程為：鋼水進站溫度為1635～1645℃，精煉時間為45min～55min；真空泵啟動前氬氣壓力控制在0.1～0.3mpa，當真空度達到100～110pa時開始計時，并保持10～15min，同時將氬氣壓力調整至0.3～0.5mpa；靜吹氬結束后，加入覆蓋劑0.5～0.6kg/t鋼，凈空保持在480～520mm；鋼水離站溫度為1585～1595℃；破真空后補加鋼包覆蓋劑0.6～0.62kg/t鋼，硅鈣合金包芯線0.84～0.86kg/t鋼，硫精礦粉包芯線0.56～0.58kg/t鋼。
9、進一步的，所述連鑄過程為：鋼包到站溫度為1580～1590℃，中包鋼水控制h含量≤2ppm，澆鑄時間為38～42min，過熱度控制在25～30℃，拉速為0.45～0.47m/min；全過程保護澆鑄，結晶器保護渣使用中碳鋼保護渣，加入量為3.6～3.7kg/t鋼。
10、進一步的，所述鑄坯加熱過程為：鑄坯進加熱爐溫度為500℃～550℃，預熱段溫度為660℃～680℃，預熱段加熱時間為1.4～1.5h；加熱2段溫度為850℃～870℃，加熱時間為1.3～1.5h；加熱1段溫度為1210℃～1240℃，加熱時間為1.3～1.5h；均熱段溫度為1210℃～1230℃，均熱段加熱時間為1.3～1.5h；出鋼溫度為1180℃～1210℃。
11、進一步的，所述軋制過程包括初軋過程及連軋過程，其中：
12、初軋過程軋制9道次；軋制壓下量為：翻鋼→第1道次壓下量65～65.01mm→第2道次壓下量70～70.01mm→翻鋼→第3道次壓下量64～64.01mm→第4道次壓下量90～90.01mm→翻鋼→第5道次壓下量42～42.01mm→第6道次壓下量40～40.01mm→第7道次壓下量35～35.01mm→第8道本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于生態電爐的汽車傳動軸用鋼棒材，其特征在于，汽車傳動軸用鋼棒材的化學成分按質量百分比計為C：0.18％～0.22％，Si：0.22％～0.33％，Mn：0.85％～1.00％，P≤0.015％，S≤0.005％，Cr：1.05％～1.20％，Ni≤0.25％，Mo≤0.10％，Ti：0.05％～0.09％，Cu≤0.15％；其余為Fe及不可避免的雜質。
2.根據權利要求1所述的一種基于生態電爐的汽車傳動軸用鋼棒材，其特征在于，所述汽車傳動軸用鋼棒材的成品性能為：抗拉強度Rm≥1080MPa，屈服強度Rel≥850MPa，延伸率A≥10％，斷面收縮率z≥45％，5mm缺口室溫縱向沖擊吸收功KU2≥55J；低倍組織指標：一般疏松≤1.5級，中心疏松≤1.5級，錠型偏析≤1.5級，一般斑點狀偏析≤1.0級，邊緣斑點狀偏析≤1.0級；非金屬夾雜物指標：A類≤2.0級，B類≤1.5級，C類≤1.5級，D類≤1.5級，DS類≤2.0級。
3.一種如權利要求1或2所述基于生態電爐的汽車傳動軸用鋼棒材的生產方法，其特征在于，生產工藝過程包括生態電爐冶煉、LF精煉
4.根據權利要求3所述一種基于生態電爐的汽車傳動軸用鋼棒材的生產方法，其特征在于，所述LF精煉過程為：LF進站溫度為1515～1525℃，采用35000～36000A大電流升溫化渣，當渣面波動、鋼水及電弧不裸露時補加活性石灰；精煉5～6min時第一次取樣分析化學成分，按照化學成分補加合金并增碳；當鋼水溫度達到1610～1620℃時加入擴散脫氧劑氧化鋁球1.4～1.5kg/t鋼進行擴散脫氧；閉爐門10～13min，當鋼水溫度達到1625～1635℃時第二次取樣分析化學成分；二次樣取后，當鋼水溫度達到1645～1655℃時離站；LF冶煉周期為45～50min，凈空為420～430mm；補加合金及加入量為：硅鐵0.3～0.32kg/t鋼，高碳錳鐵3.5～3.6kg/t鋼，高碳鉻鐵5.8～6.0kg/t鋼，鈦鐵1.4～1.5kg/t鋼，切削鋁0.4～0.45kg/t鋼；另外補加輔料活性石灰5～5.2kg/t鋼。
5.根據權利要求3所述一種基于生態電爐的汽車傳動軸用鋼棒材的生產方法，其特征在于，所述RH精煉過程為：鋼水進站溫度為1635～1645℃，精煉時間為45min～55min；真空泵啟動前氬氣壓力控制在0.1～0.3MPa，當真空度達到100～110Pa時開始計時，并保持10～15min，同時將氬氣壓力調整至0.3～0.5MPa；靜吹氬結束后，加入覆蓋劑0.5～0.6kg/t鋼，凈空保持在480～520mm；鋼水離站溫度為1585～1595℃；破真空后補加鋼包覆蓋劑0.6～0.62kg/t鋼，硅鈣合金包芯線0.84～0.86kg/t鋼，硫精礦粉包芯線0.56～0.58kg/t鋼。
6.根據權利要求3所述一種基于生態電爐的汽車傳動軸用鋼棒材的生產方法，其特征在于，所述連鑄過程為：鋼包到站溫度為1580～1590℃，中包鋼水控制H含量≤2ppm，澆鑄時間為38～42min，過熱度控制在25～30℃，拉速為0.45～0.47m/min；全過程保護澆鑄，結晶器保護渣使用中碳鋼保護渣，加入量為3.6～3.7kg/t鋼。
7.根據權利要求3所述一種基于生態電爐的汽車傳動軸用鋼棒材的生產方法，其特征在于，所述鑄坯加熱過程為：鑄坯進加熱爐溫度為500℃～550℃，預熱段溫度為660℃～680℃，預熱段加熱時間為1.4～1.5h；加熱2段溫度為850℃～870℃，加熱時間為1.3～1.5h；加熱1段溫度為1210℃～1240℃，加熱時間為1.3～1.5h；均熱段溫度為1210℃～1230℃，均熱段加熱時間為1.3～1.5h；出鋼溫度為1180℃～1210℃。
8.根據權利要求3所述一種基于生態電爐的汽車傳動軸用鋼棒材的生產方法，其特征在于，所述軋制過程包括初軋過程及連軋過程，其中：
9.根據權利要求3所述的一種基于生態電爐的汽車傳動軸用鋼棒材的生產方法，其特征在于，所述保溫過程中，鋼材下保溫坑溫度≥570℃，保溫時間48～55h，出保溫坑溫度≤150℃。
10.根據權利要求3所述的一種基于生態電爐的汽車傳動軸用鋼棒材的生產方法，其特征在于，所述熱處理過程包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種基于生態電爐的汽車傳動軸用鋼棒材，其特征在于，汽車傳動軸用鋼棒材的化學成分按質量百分比計為c：0.18％～0.22％，si：0.22％～0.33％，mn：0.85％～1.00％，p≤0.015％，s≤0.005％，cr：1.05％～1.20％，ni≤0.25％，mo≤0.10％，ti：0.05％～0.09％，cu≤0.15％；其余為fe及不可避免的雜質。
2.根據權利要求1所述的一種基于生態電爐的汽車傳動軸用鋼棒材，其特征在于，所述汽車傳動軸用鋼棒材的成品性能為：抗拉強度rm≥1080mpa，屈服強度rel≥850mpa，延伸率a≥10％，斷面收縮率z≥45％，5mm缺口室溫縱向沖擊吸收功ku2≥55j；低倍組織指標：一般疏松≤1.5級，中心疏松≤1.5級，錠型偏析≤1.5級，一般斑點狀偏析≤1.0級，邊緣斑點狀偏析≤1.0級；非金屬夾雜物指標：a類≤2.0級，b類≤1.5級，c類≤1.5級，d類≤1.5級，ds類≤2.0級。
3.一種如權利要求1或2所述基于生態電爐的汽車傳動軸用鋼棒材的生產方法，其特征在于，生產工藝過程包括生態電爐冶煉、lf精煉、rh精煉、連鑄、鑄坯加熱、軋制、保溫及熱處理；
4.根據權利要求3所述一種基于生態電爐的汽車傳動軸用鋼棒材的生產方法，其特征在于，所述lf精煉過程為：lf進站溫度為1515～1525℃，采用35000～36000a大電流升溫化渣，當渣面波動、鋼水及電弧不裸露時補加活性石灰；精煉5～6min時第一次取樣分析化學成分，按照化學成分補加合金并增碳；當鋼水溫度達到1610～1620℃時加入擴散脫氧劑氧化鋁球1.4～1.5kg/t鋼進行擴散脫氧；閉爐門10～13min，當鋼水溫度達到1625～1635℃時第二次取樣分析化學成分；二次樣取后，當鋼水溫度達到1645～1655℃時離站；lf冶煉周期為45～50min，凈空為420～430mm；補加合金及加入量為：硅鐵0.3～0.32kg/t鋼，高碳錳鐵3.5～3.6kg/t鋼，高碳鉻鐵5.8～6.0kg/t鋼，鈦鐵1.4～1.5kg/t鋼，切削鋁0.4～0.45kg/t鋼；另外補加輔料活性石灰5～5.2k...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張群，鐘曉丹，王東，闞開，齊峰，
申請(專利權)人：本鋼板材股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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