[發(fā)明專利]一種Cr-B系低碳高強(qiáng)度冷鐓鋼盤條及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910879606.X
• 申請日: 2019-09-18
• 公開（公告）號: CN110453150B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇振偉;張盛華;周淼;屠興壙;沈艷;宋佳;左錦中;林俊;萬文華
• 申請（專利權(quán)）人: 中天鋼鐵集團(tuán)有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/42;C22C38/50;C22C38/54;C21C7/064;C21C7/06;B22D11/16;B21B1/16
• 代理公司: 常州市英諾創(chuàng)信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王美華

本發(fā)明屬于冷鐓鋼技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種Cr?B系低碳高強(qiáng)度冷鐓鋼盤條及其制造方法。Cr?B系低碳高強(qiáng)度冷鐓鋼盤條的主要化學(xué)成分范圍為C：0.16～0.24％，Cr：0.55～0.90％，Ti：0.032～0.065％，B：0.0020～0.0040％，N≤80ppm，并控制Ti/N4。制造方法包括轉(zhuǎn)爐冶煉工序、LF精煉工序、方坯連鑄工序、盤條軋制工序。本發(fā)明通過優(yōu)化Cr、B、Ti、N等元素的成分設(shè)計，有效的提高了鋼的淬透性，提高了鋼的冷鐓性能，實現(xiàn)了低碳冷鐓鋼盤條不退火生產(chǎn)12.9級高強(qiáng)度緊固件，顯著降低了下游行業(yè)生產(chǎn)高強(qiáng)度緊固件的加工成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冷鐓鋼技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種Cr-B系低碳高強(qiáng)度冷鐓鋼盤條，還涉及一種Cr-B系低碳高強(qiáng)度冷鐓鋼盤條的制造方法。

背景技術(shù)

冷鐓鋼又稱冷鐓成型用鋼，冷鐓是在室溫下采用一次或多次沖擊加載使其成型，廣泛用于生產(chǎn)螺釘，銷釘，螺母等緊固件的生產(chǎn)，廣泛用于汽車、造船、設(shè)備制造、電子、家電、自行車、工具、輕鋼結(jié)構(gòu)、建筑等行業(yè)。冷鐓工藝可節(jié)省原料，降成本，而且通過冷作硬化提高工件的抗拉強(qiáng)度，改善性能，冷鐓用鋼必須其有良好的冷頂鍛性能，對鋼材的表面質(zhì)量要求嚴(yán)格，經(jīng)常采用優(yōu)質(zhì)碳鋼，若鋼的含碳鋼大于0.25％，應(yīng)進(jìn)行球化退火熱處理，以改善鋼的冷鐓性能。目前我國國內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的冷鐓鋼盤條的鋼種根據(jù)強(qiáng)度級別可分類為低碳優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、中碳優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低碳合金結(jié)構(gòu)鋼和中碳合金鋼四類。冷鐓鋼行業(yè)通常將C含量0.25％的冷鐓鋼成為低碳冷鐓鋼，將C含量0.25～0.48％的冷鐓鋼成為中碳冷鐓鋼。

高強(qiáng)度冷鐓鋼通常是指用于生產(chǎn)8.8級以上的螺釘類產(chǎn)品或8級以上的螺母類產(chǎn)品，而隨著緊固件行業(yè)自身及下游汽車、高鐵、航空、風(fēng)電、工程機(jī)械等行業(yè)的發(fā)展，高強(qiáng)度緊固件逐漸以12.9級以上螺釘類產(chǎn)品或12級以上螺母類產(chǎn)品為主，其中12.9級螺釘類產(chǎn)品和10級螺母類產(chǎn)品成為主流。不同強(qiáng)度級別的緊固件需要選用不同的冷鐓鋼鋼種，并采用不同的加工工藝。通常6.8級以下的緊固件多采用非熱處理型中碳和低碳冷鐓鋼制造，成品緊固件無需淬火回火處理；而12.9級高強(qiáng)度緊固件用鋼通常為中碳優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼或中碳合金鋼，成品緊固件需進(jìn)行淬火回火處理。

目前，國內(nèi)多數(shù)鋼廠提供中碳Cr-Mo冷鐓鋼(代表性牌號包括ML35CrMo、SCM435、35CrMo等)、中碳Cr冷鐓鋼(代表性牌號包括ML40Cr、40Cr等)和中碳B冷鐓鋼(代表性牌號包括10B33、10B30等)三個系列，以滿足下游用戶10.9或12.9級緊固件的生產(chǎn)需求。

由于C是影響鋼材冷塑性變形的最主要元素，含碳量越高，鋼的強(qiáng)度越高，而塑性越低。實踐證明，含碳量每提高0.1％，其屈服強(qiáng)度σs約提高27.4Mpa；抗拉強(qiáng)度σb提高58.8～78.4Mpa。由此可見，鋼中含碳量對于鋼材的冷塑性變形性能的影響是很大的。

在生產(chǎn)實際中，對于冷鐓和冷擠變形程度高達(dá)65％～80％的冷鐓鋼，當(dāng)其含碳量大于0.25％時，要求盤條在冷鐓和冷擠壓前必須要進(jìn)行球化退火。雖然在現(xiàn)有技術(shù)中，也存在關(guān)于含碳量大于0.25％，免球化退火的方案，如CN201110311073.9 10.9級含硼免球化退火冷鐓鋼盤條及其制造方法。但其僅能用于生產(chǎn)外六角螺栓、六角螺母等緊固件，無法滿足法蘭類緊固件的生產(chǎn)；并且在下游用戶生產(chǎn)過程中的冷鐓開裂率會升高。在現(xiàn)有技術(shù)中，存在低碳含量的冷鐓鋼，如CN201510525604.2一種含硼冷鐓鋼的生產(chǎn)方法，但其淬火性能不夠突出，其僅能達(dá)到10.9級螺栓的要求。在CN201010127837.4高強(qiáng)度緊固件用含硼冷鐓鋼及其制備工藝中，低碳鋼的含硼冷鐓鋼僅能夠滿足8.8級螺栓強(qiáng)度要求，難以達(dá)到更高的要求。而在CN200710053097.2一種冷鐓用鈮、釩復(fù)合微合金化低碳硼鋼及其生產(chǎn)方法中，其雖然可以達(dá)到10.9級～12.9級，但在其鋼成分中，還需加入Nb、V元素，其指出Nb、V復(fù)合微合金化對該性能有重要的影響，鈮、釩元素價格昂貴。所以，還需要開發(fā)一種，無需加入鈮、釩等昂貴元素，仍能使低碳含量的冷鐓鋼生產(chǎn)12.9級高強(qiáng)度緊固件用鋼標(biāo)準(zhǔn)，是目前急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容