[發明專利]一種高強度耐疲勞的60Si2MnA彈簧鋼制備方法

有效

• 申請號: 202210211498.0
• 申請日: 2022-03-05
• 公開（公告）號: CN114574770B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 吾塔;宋維兆;吳作力
• 申請（專利權）人: 新疆八一鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/42;C22C38/34;C22C33/06;C21C7/064;C21C7/10;C21C7/00;C21C5/28;C21C7/06;B21B1/46;B22D11/00
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1.一種高強度耐疲勞的60Si2MnA彈簧鋼制備方法，工藝路線為鐵水脫硫處理、頂底復吹轉爐冶煉、出鋼渣洗、LF精煉、RH真空處理、方坯連鑄以及熱連軋軋制；其特征在于：

1）、成分組成為C：0.58～0.61wt%，Si：1.65～1.75wt%，Mn：0.68～0.78wt%，P：≤0.012wt%，S：≤0.0030wt%，Cr: 0.12～0.15wt%，Cu：0.10～0.15wt%，Ni：0.10～0.15wt%，N：≤0.0040wt%，余量為鐵和不可避免的雜質，在RH處理結束鋼水定氫，鋼水氫含量小于1.0PPm；

2）、材料的制備方法：鐵水脫硫預處理→頂底復吹轉爐吹煉→LF精煉→RH真空處理→方坯連鑄→鋼坯入爐再均熱→軋制與冷卻→剪切，成品檢查及性能檢測；

A、鐵水條件:鐵水溫度大于1300℃，硫含量不大于0.05 wt%，磷含量不大于0.12 wt%；

采用KR法進行鐵水脫硫預處理，處理后的鐵水[S]含量小于0.003 wt%，為了把鐵包高含硫頂渣扒出干凈，預處理結束鐵包加入頂渣聚渣劑使頂渣變粘稠，鐵水預處理聚渣劑成分：Al₂O₃含量20 wt%、SiO₂含量35wt%、CaO含量42 wt%，MgO含量≤4 wt%，聚渣劑粒度1.5～5mm；

B、轉爐冶煉，采用轉爐冶煉，吹氧冶煉前在轉爐內加入20%廢鋼，然后兌入脫硫鐵水80%，氧氣流量控制在450Nm³/min，強度為0.50Nm³/t·min，在低溫下快速脫磷；轉爐底吹氬攪拌，供氣強度為0.8 N m³/t ·min ，轉爐出鋼溫度為1630～1650℃，轉爐出鋼[C]含量為0.06～0.10 wt%，[P]含量小于0.008 wt%；[S]≤0.008wt%，轉爐出鋼[N]含量小于0.0020%；

C、鋼包的準備，連鑄下線的鋼包清除還原渣后，檢查更換出鋼滑板，合格后填充引流砂，然后加入硅鐵，緊接著起吊倒入連鑄鑄余的高堿度還原渣；

D、轉爐出鋼脫氧合金化及夾雜物的去除，轉爐出鋼1min后隨鋼流加入鋁酸鈣1.5kg/噸鋼的合成渣洗料，噸鋼加入3kg電石、活性石灰、螢石的混合物進行預脫氧造渣，其中電石、活性石灰、螢石的質量比為5:4:1，混合后可防止鋼水劇烈反應發生；根據熔煉成品成分錳含量要求，足量配加硅錳合金，首先配錳，使鋼水錳含量在控制范圍的中下限，此時鋼水硅含量小于目標值，通過鋼包內預先裝入的硅鐵補硅，在轉爐出鋼過程加入碳粉為鋼水增碳，這些合金在轉爐出鋼結束前加完、增碳劑在轉爐出鋼后期加入總量的70%，剩余30%在轉爐出鋼結束加入鋼包，加入碳粉過程鋼包底吹氬強攪拌；

E、LF精煉，鋼水初煉溫度≥1550℃，LF精煉初期加入120kg鋼水促進劑CaO含量30wt%，Al₂O₃含量35wt%，SiO₂≤5 wt%，MgO含量5～8 wt%，CaCO₃含量10 wt%，CaF₂≤5 wt%，碳化硅含量5wt%，當鋼水溫度達到1610℃以上時，鋼包底吹氬強攪拌脫硫，根據精煉初始硫含量攪拌時間控制在5～8min，鋼水硫含量不大于0.002 wt%，通電補充提溫，鋼水溫度控制在1595±1℃可運鋼水至RH工序進行真空脫氣處理；

F、RH處理，RH真空度小于120Pa的持續時間大于5分鐘，在RH真空狀態下進行碳氧反應，進一步脫氧去夾雜，RH真空狀態去氫、去氮，RH真空處理時間20～22min，RH處理結束鋼水溫度1558±2℃，通過定氫儀檢測鋼水中的氫含量，氫含量不大于0.0001%，氧含量小于0.0005%，RH處理結束，以鋼水不能吹開裸露為前提的底吹氬弱攪拌時間大于5min，然后吊運至連鑄平臺靜置，時間大于3分鐘；

G、熔煉成品成分的精確控制為液相線溫度的計算提供了保障，計算鋼水的液相線溫度為

1468℃，確定連鑄中間包鋼水溫度控制在1480～1498℃；控制鑄坯元素中心偏析的方法，150mm×150mm方坯10流連鑄機進行生產，連鑄鋼坯拉速設定為1.45±0.5m/min，連鑄開澆依次從兩端流打開滑板，最后打開中間流，連鑄鋼坯拉速設定后連鑄過程保持不變，連鑄坯矯直后進行氣霧強冷，鑄坯等軸晶大于55%，鋼坯中心偏析小于0.5級；

H、鋼坯熱裝軋制，軋制了兩種類型的彈簧鋼，軋制材料有彈簧扁鋼和彈簧圓鋼，鋼坯均熱溫度1220±15℃，開軋溫度開軋溫度1110～1160℃,終軋溫度大于865±10℃，材料下線緩冷。