[發明專利]一種35MnB鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 201410170542.3
• 申請日: 2014-04-26
• 公開（公告）號: CN103952640B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 謝志雄;劉年富;鄧湘斌;岳峰;鐘凡
• 申請（專利權）人: 廣東韶鋼松山股份有限公司
• 主分類號: C22C38/54
• 分類號: C22C38/54;C22C38/32;C22C38/14;C21C5/28;B22D11/16
• 代理公司: 韶關市雷門專利事務所44226
• 代理人: 周勝明

技術領域

本發明屬于特殊鋼類冶煉技術領域，尤其是涉及一種用于挖掘機、推土機等工程機械和坦克等軍工機械的履帶鏈軌節，承受沖擊和負荷的汽車轉向節、齒輪等機械零件，對耐磨性要求較高的機床蝸桿、連桿等傳動零件的35MnB鋼及其制備方法。?

背景技術

35MnB鋼淬透性好，經過不同的熱處理可以滿足多種性能條件和用途，經調質后可用于制造承受中等負荷及中等速度工作的機械零件；經淬火及低溫回火后可用于制造承受重負荷、低沖擊及具有耐磨性的零件；經碳氮共滲處理可用于各種傳動零件。?35MnB鋼中硼能有效的提高鋼的淬透性，其原理是以固溶形式存在的微量硼（0.001%左右）可以吸附在奧氏體晶界，降低晶界能量，阻抑鐵素體晶核的形成，成倍地提高中低碳鋼的淬透性，因此中低碳鋼常添加0.0005～0.0035%的微量硼來提高鋼的淬透性。但是硼是極活潑的元素，與氧、氮均有很強的親和力，很容易被氧化生成B₆O或B₂O₃，或者與氮化合生成BN，這些均是阻止含硼鋼的硼發揮提高淬透性作用的有害物質。因此，為保證硼提高淬透性的作用，必須在鋼的冶煉過程中首先采用鋁脫去鋼水中的自由氧，并用釩或鈦固定鋼水中的氮，才能保證加入硼的有效作用。?

現有技術主要采用電爐+LF爐精煉+VD(或RH)脫氣處理的工藝路徑生產35MnB，該方法具有以下幾個主要的缺點：?

1、電爐主要采用廢鋼為原料進行生產，廢鋼中的雜質元素、殘余元素的含量比較高，可控性較差。

2、電爐生產耗電量大，導致35MnB鋼的能耗成本增高。?

3、電爐冶煉過程中電弧會將空氣中的氮氣電解，導致鋼水中的N含量急劇升高，為了保證酸溶B的含量，需要添加較多的釩鐵和鈦鐵進行固氮,增加了固氮的成本和難度。如《特殊鋼》2008年第2期中公開的《90?t電弧爐-LF(VD)-連鑄-連軋流程生產鏈軌節鋼35MnB的工藝實踐》文獻，其中就添加0.08～0.12%的釩和0.03%左右的鈦進行固氮。?

發明內容

為克服上述的技術缺點，本發明提供一種35MnB鋼及其制備方法，該方法不僅生產成本較低，而且不需要添加釩，只需添加0.035%左右的鈦進行固氮就能保證酸溶B的含量，從而獲得淬透性J9為46～53HRC、J15≥30HRC的35MnB鋼。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種35MnB鋼，其包括如下重量百分比(wt%)的主成分：C：0.33%～0.36%，Si：0.20%～0.30%，Mn：1.20～1.40%，Cr：≤0.30%，Ni≤0.20%，Cu≤0.20%，Ti：0.025%～0.040%，B：0.0005～0.0030%，Al：0.015～0.035%，其還包括如下重量百分比(wt%)的殘余成分：[O]≤20×10^-6，[N]?≤35×10^-6，S≤0.025%，P≤0.025%，Fe為上述主成分和殘余成分之外的余量。?

制備上述35MnB鋼的工藝步驟是：?

第一步：轉爐冶煉，向轉爐中加入10%左右的廢鋼，然后兌入鐵水進行冶煉，終點出鋼控制目標：C≥0.08%，P≤0.015%，出鋼過程進行擋渣操作，減少下渣；

第二步：LF鋼包爐精煉，確保第一步產生的鋼水具有良好的還原性和流動性，控制爐渣堿度為3.5～4.0，同時控制好Ar氣流量，防止鋼水翻滾厲害產生卷渣。在LF爐調整好鋼水溫度和除Ti、B之外的鋼水成分；

第三步：RH真空脫氣，對鋼水真空處理5min之后加入鈦鐵固氮，Ti含量達到0.025%～0.040%的控制目標后加入硼鐵，真空度在0.266kPa以下保持≥20min,真空處理結束后，喂入純鈣線150m或鈣鐵線200m，喂線結束后進行軟吹氬操作，保持吹氬20?min以上，以促進夾雜物的上浮去除；

在開澆爐時，軟吹時間≥25min；

第四步：連鑄，連鑄過程使用大包長水口氬封、中包水口浸入、中包覆蓋劑、結晶器保護渣等措施對鋼水進行全程保護澆注，中間包澆注溫度控制在1520±20℃，視中間包溫度情況采用0.50?m/min?至0.60m/min的恒速進行澆注，同時采用結晶器電磁攪拌、二次冷卻水弱冷等工藝措施改善鑄坯的內部質量，鑄坯切割下線后，進行堆垛緩冷或是紅送加熱軋制。

為了穩定控制鋼中的P含量，在所述步驟一中，加入的廢鋼為軋鋼過程切頭尾的優質廢鋼，減少廢鋼帶入的P；在出鋼過程采用滑板擋渣技術嚴格控制下渣量，防止下渣回P。?