[發明專利]高強韌性彈簧鋼及其制造方法

無效

• 申請號: 201210084846.9
• 申請日: 2012-03-28
• 公開（公告）號: CN103361557A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 薛寶松;蔣愛民;唐建會
• 申請（專利權）人: 唐山前進鋼鐵集團有限公司
• 主分類號: C22C38/18
• 分類號: C22C38/18;C22C33/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種工業鋼材的新材料，具體的說是一種高強韌性彈簧鋼及其制造方法。

背景技術

自從上世紀80年代低碳馬氏體鋼28MnSiB問世以來，低碳馬氏體鋼的用途越來越廣。現在板簧行業、犁刀行業、鏈條行業、建筑行業的高強度精軋螺紋鋼等等都在使用低碳馬氏體鋼。

低碳馬氏體鋼的發展在我國方興未艾。但低碳馬氏體鋼的鋼號太少，使用單位可選擇的范圍很小。28MnSiB已于2007年納入GB/T1222(2007彈簧鋼國家標準)。但是在實際應用中，28mMnSiB仍然不能很好的滿足彈簧鋼的性能要求。首先，28mMnSiB的下限含碳量為0.23％，含碳量太低，淬硬性低，不能滿足鋼板彈簧的性能要求。28MnSiB水淬時扁鋼厚度達30mm能淬透，但大量鋼板彈簧其厚度在13mm以下，硼的加入就造成了資源浪費。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種經濟的、新型高強韌性彈簧鋼及其制造方法。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

高強韌性彈簧鋼，所述彈簧鋼的各合金成分及重量百分含量為：C：0.27～0.32％；Si≤0.30％；Mn：0.80～1.20％；Cr：0.30～0.50％；Ni≤0.25％；Cu≤0.30％；S≤0.035％；P≤0.035％；其余為Fe和不可避免的雜質。

本發明的進一步改進在于：所述彈簧鋼的合金成分中還包括B≤0.0035％。

高強韌性彈簧鋼的制造方法，包括以下步驟：

a.對廢鋼進行收集、篩選、分類，

選用優質碳素結構鋼加工返回料作為廢鋼的原料，按C元素的含量為標準進行分類；

b.根據鋼種初煉成份要求配料裝爐，

選配料時控制廢鋼中有害元素P、S的含量均小于0.03％，其它有害殘余元素控制在標準之內；初煉時采取造底渣覆蓋工藝；除塵采用爐口負壓罩式設備；

c.中頻爐冶煉，

d.熔清扒渣取樣，

e.中頻爐內部分脫氧合金化，

中頻爐出鋼前在爐內進行Si、Mn、Cr脫氧及合金化，先加硅鐵、錳鐵，最后加鉻鐵，控制鋼水成分為：C：0.22～0.25％；Si：0.12～0.2％；Mn：0.8～0.9％；Cr：0.3～0.45％；

f.無渣出鋼，

出鋼前在中頻爐內用扒渣劑調和，當出鋼量到5噸左右時開始依次加入硅鋁鈣鋇、鋼芯鋁、預溶精煉渣、石灰，要求必須加到鋼流上，并確保在出鋼量達到2/3時全部加完，底吹氬氣要在出鋼前開啟，出完鋼、精煉前確保氬氣通暢并且不吹破渣面；

g.鋼包內脫氧、并造鋼包精煉渣，

h.精煉爐精煉，

鋼包進精煉位后切換氬氣管路至精煉操作臺控制，用電弧化渣，根據化渣況加入碳化硅、碳化鈣、預熔精煉渣和石灰造白渣；在精煉時保持白渣30分鐘以上；

i.待包軟吹，

j.連鑄機全保護鋼水澆注，

大澆包水口采用氬封套管保護澆注，中澆包采用鋁碳長水口保護澆注；塞棒采用液面自動控制澆注，結晶器鋼水液面浮動控制在±2mm以內；結晶器采用內置式電磁攪拌，二次冷卻采用氣霧噴淋冷卻，配水量按鋼種設計自動配水；

k.成品收集，

l.堆冷、緩冷24小時，

m.涂鋼種色標。

本發明的進一步改進在于：所述步驟h還包括：在精煉后期、喂硅鈣線前4～5分鐘加入硼鐵。

本發明的進一步改進在于：所述步驟f中，當出鋼量到5噸時，所加入的物質含量依次為硅鋁鈣鋇：1公斤/噸、鋼芯鋁：0.5公斤/噸、預溶精煉渣：2公斤/噸、石灰：4～6公斤/噸。

由于采用了上述技術方案，本發明取得的技術進步是：

本發明設計的彈簧鋼有更好的強韌性和淬透性；提高下限含碳量到0.27％保證了鋼的淬硬性，因此保證了板簧彈簧的性能；設計兩個鋼號：30MnCr和30MnCrB適合不同厚度鋼板彈簧的需要，節省資源。新鋼種30MnCr和30MnCrB，達到了我們預想的要求。而且該鋼種用水淬，節省淬火油約每噸板簧6-7Kg核人民幣80元/噸，該材料熱軋硬度低(HB200左右)節省模具費用，回火溫度比60Si2Mn低150℃左右可節省能源，綜合計算每噸板簧的生產成本可降低100元左右。

附圖說明

圖1是30MnCrB的脫碳層金相組織圖；

圖2是30MnCrB熱軋狀態的金相組織圖；

圖3是30MnCrB的頂端淬火曲線；