[發明專利]一種高強度緊固件用線材鋼及其生產方法

無效

• 申請號: 201010106938.3
• 申請日: 2010-02-02
• 公開（公告）號: CN101787491A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 羅德信;蔣躍東;桂江兵;周勇
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵(集團)公司
• 主分類號: C22C38/18
• 分類號: C22C38/18;C21C7/04;B21B1/16
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 段姣姣

技術領域

本發明涉及緊固件用線材鋼及生產方法，具體屬于制作8.8～10.9級緊固件用線材鋼及其生產方法。

背景技術

近年來，隨著我國機械制造業和汽車工業的快速發展，對高強度緊固件的需求快速增長。據報道，2008年僅汽車用緊固件中、高檔合金冷鐓鋼的產量超過120萬噸以上。市場需求旺盛。本項工作是用于生產8.8～10.9級緊固件產品，制作的緊固件能夠承受1000MPa級的抗拉強度。

隨著轉爐冶煉技術的發展，采用轉爐連鑄工藝生產合金鋼線材成為一種趨勢，使鋼的質量得到明顯改善。為了滿足高強度緊固件具有高的強度和抗延遲破壞的能力，在鋼中通過添加合金元素來改善性能。但是，在軋制過程中添加的合金元素會抑制鋼的組織轉變，延長轉變時間。因此，軋制過程中采用一種合適的工藝控制線材組織、性能，滿足用戶特殊的使用要求成為一個難點。

常規金屬制品生產工藝通常在冷拔前要進行退火。近年來由于市場競爭激烈，用戶為了降低生產成本，在生產時采用直接拉拔，減少一道退火工藝，要求鋼廠生產的線材有良好的拉拔性能和純凈的鋼質，滿足用戶經濟、高效的生產要求。鋼廠為了適應市場的需求，不斷通過產品創新和工藝創新來滿足用戶需要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種質優、低耗的合金鋼生產方法，解決金屬制品企業對常規生產工藝調整后出現的緊固件在制作中容易拉拔脆斷和開裂的不足，提供一種能提高線材塑性變形能力，降低線材熱檢性能強度，吐絲圈型好，組分簡單，有利于軋機使用壽命的一種高強度緊固件用線材鋼及其生產方法。

實現上述目的的技術措施：

一種高強度緊固件用線材鋼，其組分及重量百分比為：C：0.39～0.48，Si：0.15～0.35，Mn：0.30～0.90，Cr：0.60～1.20，Als：0.010～0.07，P≤0.035，S≤0.035，其余為Fe及不可避免的雜質。

生產一種高強度緊固件用線材鋼的方法，其步驟：

1)采用潔凈鋼工藝進行冶煉并連鑄成坯，在精煉中按照每爐鋼加入300～500米的Si-Ca線，控制Si-Ca線的輸入速度為28～32米/秒，控制鋼包中鋼渣的堿度≤2.5；

2)將連鑄坯加熱至980～1080℃；

3)進行粗軋：連鑄坯在980～1080℃條件下進行粗軋，控制其變形量在70～80％；

4)進行中軋：控制其變形量在80～90％；

5)進行預精軋：控制其變形量在65～75％；

6)進行水冷：通過水冷將其冷卻至1000～1020℃；

7)進行精軋：控制其變形量在60～90％，并控制其軋后溫度在930～1020℃；

8)進行二次水冷：通過水冷將其冷卻至800～900℃；

9)進行吐絲：在800～900℃條件下進行吐絲；

10)進行冷卻：采用氣霧混合方式冷卻到相變初始溫度即Ar3及以上的50℃范圍內；

11)繼續冷卻，控制其冷卻速度為：0.5～5℃/秒，當冷卻到400～500℃時，采用自然冷卻方式冷卻到環境溫度。

其優選的：在繼續冷卻階段，在冷卻速度為0.5～5℃/秒下，冷卻到440～480℃后，采用自然冷卻方式冷卻到環境溫度。

本發明中各元素的作用及機理：

元素C：在冷加工狀態下，抗拉強度隨含碳量的增加而提高，塑性隨碳含量的增加而降低。因此，碳含量是保證室溫下的緊固件有足夠的強度。

元素Si：硅和氧的親和力很強，用作還原劑和脫氧劑。鋼中硅含量增加，鋼的抗拉強度、硬度有所提高，但延伸率、斷面收縮率下降更顯著，不利于冷變形。

元素Mn：錳能降低鋼的臨界轉變溫度。鋼中錳含量適中，可改善鋼中硫的存在形態和分布，有利于提高鋼的冷成型性。

元素Cr：增強鋼的抗腐蝕能力，Cr的添加不但提高了鋼的強度和淬透性，而且提高了標準件等制品的耐高溫性能，保證了在高溫下能夠保持常溫時所具有的強度、韌性。

元素Als：在鋼中加入0.010～0.07的Als，改善線材的塑性和變形能力，從而使緊固件在制作中易開裂問題顯著減少。當Als取值小于0.010時，作為一種雜質元素存在鋼中，對強度和塑性沒有影響；當Als取值大于0.070時，雖然提高了鋼的屈服強度和抗拉強度，但塑性下降，不利于冷變形，故將其重量百分比控制在0.010～0.07內較為合理。

在冶煉過程的精煉階段加入300～500米的Si-Ca線，控制Si-Ca線的輸入速度為28～32米/秒，其目的是為了改變夾雜物的大小、形態及分布，即對夾雜物進行變性處理，使控制鋼包中鋼渣的堿度≤2.5；