[發明專利]一種耐-40℃沖擊高強度螺栓用圓鋼的生產方法

在審

• 申請號: 202111243752.7
• 申請日: 2021-10-26
• 公開（公告）號: CN114015832A
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 朱衛東;尚明;丁秀中;孫正煒;劉潔;于洪波;劉蕾;孟文貞;李寶忠;海燕;張樂樂;朱保全;張永安;張濤;馬玉超;王超;孫后金;張迎濤
• 申請（專利權）人: 山東壽光巨能特鋼有限公司
• 主分類號: C21C5/52
• 分類號: C21C5/52;C21C7/10;C21C7/06;C21C7/00;C21D8/06;C21D1/18;C22C33/06;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/32;C22C38/28
• 代理公司: 長沙德恒三權知識產權代理事務所(普通合伙) 43229
• 代理人: 丁茂林

一種耐?40℃沖擊10.9級高強度螺栓用圓鋼的生產方法，包括如下步驟：(1)采用鐵水和廢鋼作為原料，利用超高功率偏心底式電爐進行冶煉，(2)將物料利用LF精煉爐進行精煉，(3)利用VD真空爐脫氣，并喂入包芯線和B鐵，(4)采用弧形連鑄機進行連鑄處理，(5)步進式加熱爐進行鋼坯加熱，(6)軋鋼，(7)控制冷卻，(8)緩冷，(9)熱處理。本發明在生產≤φ30mm的風電螺栓用鋼上較42CrMoA最少可降低330元/噸的生產成本。

技術領域

本發明涉及圓鋼生產技術領域，尤其涉及一種低成本小規格耐-40℃沖擊10.9級高強度螺栓免退火冷拔用圓鋼生產方法。

背景技術

近年來，隨著我國風電、機械、建筑、輕工業等各個行業的高速發展，對制造各類緊固件(如螺栓、螺母等)等零件使用的材料提出了更高的要求。要求強度更高，沖擊韌性更好。目前用CrMo類鋼材進行熱處理調質后生產10.9級螺栓已經普遍使用，發明人在此之前也申請過超高強度螺栓用圓鋼生產方法，以生產抗拉強度要求＞1400MPa、用在14.9級超高強度螺栓上的圓鋼；但CrMo類鋼材由于合金含量高，特別是Mo元素的加入導致其生產成本普遍偏高，而且CrMo鋼屬于貝氏體鋼，熱軋狀態就出現大量的貝氏體，導致螺栓加工過程增加退火工序，以降低鋼材硬度才能進行冷拔，用以保證尺寸精度。

因此，開發一種低成本的適用于φ16-φ30mm規格10.9級高強度螺栓用鋼，不但具有迫切的研究價值，也具有良好的經濟效益和工業應用潛力，這正是本發明得以完成的動力所在和基礎。

發明內容

為了克服上述所指出的現有技術的缺陷，本發明人對此進行了深入研究，在付出了大量創造性勞動后，從而完成了本發明。

具體而言，本發明所要解決的技術問題是：提供一種低成本小規格10.9級耐-40℃沖擊高強度螺栓免退火冷拔用圓鋼生產方法，解決產品淬透性差的問題，以及40Cr不耐低溫沖擊問題，為此對產品的成分進行重新設計采用對傳統的中碳鉻鋼添加按質量分數計算0.0008-0.0035％B的冶煉成分設計。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種耐-40℃沖擊10.9級高強度螺栓用圓鋼的生產方法，包括如下步驟：(1)采用鐵水和廢鋼作為原料，利用超高功率偏心底式電爐進行冶煉，(2)將物料利用LF精煉爐進行精煉，(3)利用VD真空爐脫氣，并喂入包芯線和B鐵，(4)采用弧形連鑄機進行連鑄處理，(5)步進式加熱爐進行鋼坯加熱，(6)軋鋼，(7)控制冷卻，(8)緩冷，(9)熱處理。

本發明中，作為一種優選的技術方案，步驟(1)的具體工藝為：電爐冶煉過程中采用60％～75％的鐵水+廢鋼的原料配比(鐵水重量占比為60％～75％，鐵水的主要成分是碳含量4.5％-4.9％、硅含量0.3-0.6％、錳含量0.3-0.7％，磷含量≤0.130％，其余的都為鐵)摸索進行電爐冶煉，出鋼控制C含量wt≥0.10％，出鋼P含量wt≤0.015％；鋼芯鋁2.0kg/t強脫氧，鐵合金料、(含碳量＞90wt％的)增碳劑、渣料隨后加入包中，出鋼后期采用0.3～0.4MPa進行氬氣強攪拌，以均勻溫度和成分，并促進脫氧產物上浮。

本發明中，作為一種優選的技術方案，步驟(2)的具體工藝為：精煉爐前期用電石和碳化硅擴散脫氧，盡快形成穩定白渣，白渣的二元堿度R控制在5.0～7.0，化學成分設計目標：C、Si含量wt分別按0.38～0.43％、0.23～0.27％控制；Mn、Cr含量wt分別按0.60-0.80％、0.90-1.10％目標值控制；P、S含量wt：≤0.015％；Al含量wt：≥0.015％。

本發明中，作為一種優選的技術方案，步驟(3)的具體工藝為：在1660±10℃、真空度小于67Pa下保持15min以上進行VD真空脫氣處理，處理結束后喂入1.5～2.5m/t鋼CaSi包芯線，然后按照喂入鈦線含量wt按≥0.020％，然后加入硼鐵，使得鋼鐵最終產品的硼含量wt按0.0008-0.0035％，澆鑄前氬氣軟攪拌8～15min。