[發明專利]一種Cr-Ni系奧氏體耐熱鋼彈簧及其冷拔鋼絲的制備方法

無效

• 申請號: 200910089284.5
• 申請日: 2009-07-15
• 公開（公告）號: CN101642782A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 王立民;楊鋼;劉正東;程世長;林肇杰;李密
• 申請（專利權）人: 鋼鐵研究總院
• 主分類號: B21C37/04
• 分類號: B21C37/04;C22C38/54;B21C1/02;C21D1/32;C22C33/04;B21B37/74;C21D8/06;C21D7/02;B23P15/00;C21D9/02
• 代理公司: 北京中安信知識產權代理事務所
• 代理人: 張小娟

技術領域

本發明屬于金屬材料及其制備領域，特別涉及一種Cr-Ni系奧氏體耐熱鋼彈簧及其冷拔鋼絲的制備方法，主要適用于冶金、機械、化工等領域。

背景技術

在目前技術中，冷拔絲材采用的冷變形量通常在百分之幾至百分之九十幾之間，主要根據絲材的鋼種、用途和性能要求決定。如為保證Fe-Cr-Ni系奧氏體不銹鋼具有較好的永磁特性，其絲材的冷拔變形量最好控制在百分之九十多(《上海鋼研》2000年第26卷第3期，第1頁～第4頁)。而對于GH90用作彈簧的絲材，為保證滿足技術條件要求，其冷拔變形量最好控制在40％～45％(《上海鋼研》2005年第3期，第24頁～第26頁)。冷拔絲材的變形量根據不同材料、不同用途以及不同性能要求，可以有不同的選擇。

制作彈簧大部分采用冷拔絲材，不同之處是有的在冷拔后直接卷曲成簧，有的是經過固溶后再制成彈簧。用兩種方法制得的彈簧都要經過時效和穩定化處理，時效處理是在原基體中析出細小彌散分布的強化相，以提高絲材的強度；而穩定化處理是在時效并獲得較高強度后再進行壓縮時效，即在使用溫度以上的某個溫度強制壓縮時效較長時間，一方面可以穩定彈簧的組織，另一方面可以保證彈簧在使用溫度下具有較高的回彈力。所以，制造彈簧絲材時效后的強度和穩定化處理之后的回彈力直接影響彈簧的性能，但這兩種性能都和制造彈簧所用絲材的冷拔變形量有關。

Cr-Ni系奧氏體耐熱鋼(例如1Cr15Ni27Ti3Mo1Al)，可以在不高于600℃的溫度下工作。由該材料制成的彈簧可以用于冶金、機械、化工等耐熱部件上。該彈簧工作在高溫、高壓、腐蝕等惡劣條件下，并承擔著傳遞壓力，控制某些部件的開合，作用非常重要。而和彈簧性能直接相關的就是制造彈簧所用絲材的強度以及彈簧的回彈力。選擇本發明中的冷拔變形量可以提高制得彈簧的合格率，但是現有技術中對于與該成分最佳匹配的冷變形量卻沒有進行深入的研究。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種Cr-Ni系奧氏體耐熱鋼彈簧用冷拔鋼絲制備方法，采用1Cr15Ni27Ti3Mo1Al耐熱鋼與最佳冷變形量的結合，得到具有高強度和高塑性最佳配合的冷拔鋼絲。

本發明的另一目的是提供一種Cr-Ni系奧氏體耐熱鋼彈簧的制備方法，采用上述方法得到的彈簧的回彈力提高，從而提高制得彈簧的合格率。

為了達到上述目的，本發明是這樣實現的：

一種Cr-Ni系奧氏體耐熱鋼彈簧用冷拔鋼絲的制備方法，包括以下步驟：冶煉、鍛造、熱軋和冷變形，冷拔鋼絲的化學成分按重量百分比為：C：0.025～0.085、Cr：14.0～16.0、Ni：25.0～28.0、Mo：1.0～1.6、Ti：2.6～3.2、Al：0.22～0.45、Si：0.28～0.44、Mn：0.24～0.45、S：≤0.007、P：≤0.010、B：0.0025～0.01、Ca：0.0013～0.03，其余為Fe和不可避免的雜質；

冷變形步驟的變形量為10～40％。

最佳變形量為20～25％。

冷變形步驟包括2步或2步以上的冷拔工藝，冷拔工藝之間有軟化退火、酸洗和精整。

所述軟化退火為在1050℃±10℃，保溫2～3小時。

該制備方法具有至少一組以下工藝參數：

冶煉步驟采用真空感應和真空自耗冶煉，得到的真空自耗錠為Φ200～240×1500～1800mm；

鍛造步驟為采用2000t快鍛機對自耗錠開坯，加工成145～165mm方坯；

熱軋步驟為將上述方坯軋成Φ8～10mm直條，采用650和250軋機，開軋溫度≥1060℃，停軋溫度≥900℃，成品終軋溫度≥950℃。

一種Cr-Ni系奧氏體耐熱鋼彈簧的制備方法，包括以下步驟：冶煉、鍛造、熱軋、冷變形和加工成彈簧，彈簧的化學成分按重量百分比為：C：0.025～0.085、Cr：14.0～16.0、Ni：25.0～28.0、Mo：1.0～1.6、Ti：2.6～3.2、Al：0.22～0.45、Si：0.28～0.44、Mn：0.24～0.45、S：≤0.007、P：≤0.010、B：0.0025～0.01、Ca：0.0013～0.03，其余為Fe和不可避免的雜質；

冷變形步驟的變形量為10～40％；

在加工成彈簧后進行時效處理和穩定化處理。

最佳變形量為20～25％。

時效處理為在700℃±10℃，空冷5～5.5小時。

穩定化處理為在500℃±10℃，空冷20～30小時。

彈簧具有至少以下性能之一：