[發明專利]一種綜合性能良好耐腐蝕彈簧鋼熱軋盤條及其生產工藝

有效

• 申請號: 201810981390.3
• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN109082592B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 陳紅衛;劉泳;趙江;李紹杰;郭子強;劉毅;郝志超;張立良
• 申請（專利權）人: 河鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/34;C22C38/42;C22C38/48;C22C38/06;C21C7/10;C21C7/06;C21D8/06
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 趙紅強

本發明公開了一種綜合性能良好耐腐蝕彈簧鋼熱軋盤條及其生產工藝，所述熱軋盤條化學成分組成及其質量百分含量為：C：0.40～0.70%，Si：1.4～1.9%，Mn：0.5～0.8%，P≤0.025%，S：0.002～0.020%，Cr：0.80～1.50%，Ni：0.20～0.50%，Cu：0.20～0.50%，Nb：0.004～0.020%，Al：0.003～0.010%，其余為Fe和不可避免的雜質；所述生產工藝包括冶煉、LF精煉、RH真空處理、連鑄、開坯初軋、修磨、線材軋制工序。本發明耐腐蝕彈簧鋼熱軋盤條經顧客熱處理制成彈條，其耐蝕性特別是點蝕電壓提高0.185V以上，具有一定的推廣價值。

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，具體涉及一種綜合性能良好耐腐蝕彈簧鋼熱軋盤條及其生產工藝。

背景技術

隨著“2025”中國制造步伐的臨近，我國機械行業高速發展，高溫彈簧、碟簧以及波形簧用量越來愈大。這些彈簧服役環境復雜，可能來自交變沖擊、高溫、化學腐蝕等多重影響。彈簧鋼中的偏析和夾雜所形成的電位差會引起電化學腐蝕，因為在室溫下彈簧鋼金相組織為F+P，其鋼中的硫磷雜質和非金屬夾雜物、珠光體中的滲碳體和雜質以及夾雜物電子電位高于鐵，在可導電的潮濕空氣中可發生微電池反應，鐵失去電子，雜質得到電子，電子轉移現象發生，如果環境溫度高則加速電化學反應，使彈簧壽命大打折扣，而早期失效。由于彈簧對疲勞壽命和可靠性的要求非常高，因此對彈簧鋼線材的夾雜物和偏析等質量要求也非常嚴格。

國內大多數鋼鐵企業大都采用工藝流程：轉爐（電爐）出鋼鋁（少量）脫氧+LF+VD(RH)脫氣+連鑄+熱軋，即鋁強脫氧，精煉合成渣采用CaO-Al₂O₃基渣系，控制爐渣為高堿度低氧化性，在后續喂SiCa線對Al₂O₃等夾雜物進行變性處理，形成的大顆粒夾雜物上浮并排出，殘留在鋼中為細小彌散的球形夾雜物。但是由于其它工藝因素不合理（精煉時間、吹氬制度等），即使氧含量得到控制，也會造成脆性和不變形夾雜物不能充分變性或上浮而滯留在鋼液中。采用硅/錳脫氧的是另一種冶煉工藝但也存在不足。

采用無鋁脫氧工藝，如發明專利（授權CN105907919A；申請公告日2016.08.31）公開了一種采用無鋁脫氧和低堿度渣的精煉工藝。其工藝流程：電爐-LF-VD-連鑄。但是該專利采用電弧爐煉鋼工藝，鋼水殘余元素較高，而且LF精煉期采用雙渣操作（前期高堿度渣、后期下調堿度）易造成白渣時間不充分；VD真空精煉操作不當易造成鋼液卷渣；其連鑄采用小方坯150mm*150mm軋制線材，中心偏析不易控制。

利用低堿度渣系控制非金屬夾雜物的方法，如中國發明專利（授權公開號CN040567871B，授權公告日2016.03.09）公開了一種用于控制夾雜物的彈簧鋼線材生產工藝，通過低堿度渣系中鋼中夾雜物變性成低熔點硅酸鹽夾雜物，但此工藝易造成硅酸鹽夾雜物超標，而且該專利未涉及從原料鐵水到線材的整個工藝流程。

利用高堿度渣系控制非金屬夾雜物的方法，如發明專利（授權公告號CN102162068B1，授權公告日2013.07.31）公開了一種彈簧鋼及制造和熱處理方法，其生產工藝：電爐-LF-VD-連鑄-軋制-熱處理。LF中精煉渣堿度控制在2.5～3.0，通過熱處理工藝能夠獲得需要的強度，但是，堿度為2.5～3.0的高堿度精煉渣系易導致鋼中B類夾雜物不易去除，影響彈簧鋼的疲勞性能。

采用BOF+LF+VD+CC的工藝路線，如發明專利（申請公布號：CN 106947921A,申請公布日：2017.07.14）公開了一種高速鐵路彈條用耐腐蝕彈簧鋼及其生產方法。C：0.50～0.60%，Si：1.4～2.2%，Mn：0.7～1.0%，P：0.015～0.030%，S≤0.015%，Cr：0.36～0.5%，Ni：0.36～0.60%，Cu：0.26～0.50%，其余為Fe和不可避免的雜質。該發明采用常規的工藝，一火成材并生產直條長材，通過合理調節元素，改善了鋼材本體的耐蝕性。