專利名稱：一種彈簧鋼盤條表面脫碳和鐵素體分布的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于彈簧鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種控制彈簧鋼盤條表面脫碳和鐵素體分布的方法，特別涉及一種60Si2MnA彈簧鋼盤條表面脫碳和鐵素體分布的控制方法。
背景技術(shù)：
60Si2MnA彈簧鋼根據(jù)其應用，要求其具有良好的表面質(zhì)量和高組織索氏體化率，生產(chǎn)過程中常見的問題就是脫碳和鐵素體網(wǎng)，在表面及內(nèi)部形成彈簧鋼的薄弱環(huán)節(jié)，在外力作用下形成微裂紋，并迅速擴展斷裂，宏觀上表征為抗拉強度較低、韌性差。因此，脫碳和鐵素體網(wǎng)控制成為60Si2MnA彈簧鋼生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。專利號為CN200810149557. 6，名稱為彈簧鋼及其制備方法的專利提出了彈簧鋼制備方法，但它僅僅是從煉鋼工藝角度進行了界定，同樣，專利號為CN200910264814. 5的專利也介紹了一種彈簧鋼盤條的生產(chǎn)工藝，但它對工藝和成分的要求不嚴格。而牌號為60Si2MnA的硅錳彈簧鋼呈現(xiàn)的突出問題就是表面脫碳和鐵素體形態(tài)控制，專利號為CN201110151239. 5和專利號為CN201010102577. 5的專利提出一種脫碳的控制方法，但也僅從鑄坯加熱和熱處理方面進行控制，沒有考慮軋制和冷卻控制,且沒有考慮鋼中鐵素體形態(tài)控制問題。上述未解決的問題 由于無法實現(xiàn)表面脫碳控制和鐵素體控制的統(tǒng)一，60Si2MnA彈簧鋼生產(chǎn)成本提高，使用壽命降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種能夠降低彈簧鋼生產(chǎn)成本，提高其使用壽命的控制彈簧鋼盤條表面脫碳和鐵素體分布的方法。本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種控制彈簧鋼盤條表面脫碳和鐵素體分布的方法，其特征在于，包括如下步驟I)原料準備60Si2MnA彈簧鋼盤條化學成分質(zhì)量百分比為C:0. 57% O. 63%，S1: L 65 1.85%, Mn 0. 75% O. 90%, P ·.( O. 020%, S ·.( O. 015%，其余為 Fe ；2)轉(zhuǎn)爐冶煉出鋼時采用高拉碳操作，碳含量彡O. 15%，P含量彡O. 010%，如果P > O. 1%采用
雙渣；3) LF爐外精煉；4) VD真空脫氣處理；5)連鑄連鑄過程中采取全程保護澆注，保證鋼水潔凈度，過熱度控制在30±5°C，弱冷，拉速為 L 8 2. 5m/min ；6)探傷、修磨
鑄坯經(jīng)探傷、修磨后堆冷48h以上；7)加熱采用步進式雙蓄熱二段或三段式加熱爐加熱，預熱段800-90(rC，開始慢速升溫，防止因內(nèi)應力產(chǎn)生裂紋；加熱段1020-1080°C，均熱段1040-1100°C，總加熱時間控制在80-120min 之間；8)軋制線材軋制工序工藝控制A.開軋溫度 960°C 1000°C ；B.精軋溫度控制900°C~ 950°C，軋速控制在20 60 (m/s)；9)軋后吐絲溫度控制到800°C 840°C ；10)斯太爾摩風冷采用Stelmer線延遲型冷卻控制方式，當經(jīng)過Ar3溫度以前，風機開度100%，輥道速度O. 45m/s O. 7m/s,隨后采用適當?shù)睦渌?冷速控制O. 5 6°C /s,使得線材最終組織由心部至表面為均勻、細片狀的珠光體和少量的鐵素體組織。11)集卷；12)檢驗；13)入庫。 所述步驟4)中，在合金化時采用低鋁硅鐵(硅鐵中鋁含量< O. 5%)。本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是本發(fā)明通過原料準備一轉(zhuǎn)爐冶煉一LF爐外精煉一VD真空脫氣處理一連鑄一探傷、修磨一加熱一軋制一吐絲一斯太爾摩風冷一集卷一檢驗一入庫等工藝環(huán)節(jié)后軋制成Φ 8mm-Φ 18mm的線材，經(jīng)時效處理后抗拉強度(σ b)為950MPa llOOMPa、斷面收縮率(Z)為30% 50%，組織為索氏體加少量彌散分布的鐵素體。與其它工藝相比，強度有所下降，面縮有所提高，且強度和面縮的變化范圍變小，性能更加穩(wěn)定，有利于拉拔和卷簧操作，降低了彈簧鋼的生產(chǎn)成本，提高了其使用壽命。


圖1是本發(fā)明脫碳情況金相圖；圖2是本發(fā)明鐵素體網(wǎng)消除情況金相圖；圖3是實施例一鐵素體分布狀態(tài)金相圖；圖4是實施例二鐵素體分布狀態(tài)金相圖；圖5是實施例二鐵素體分布狀態(tài)金相圖。
具體實施例方式為能進一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下—種彈簧鋼盤條表面脫碳和鐵素體分布的控制方法，具體按以下步驟進行I)原料準備60Si2MnA彈簧鋼盤條化學成分質(zhì)量百分比為:C :0. 57 % O. 63 %，S1:1. 65 1.85%, Mn 0. 75% O. 90%, P ■.( O. 020%, S ■.( O. 015%，其余為 Fe ;與其它工藝相比，成分控制范圍變小，工藝操作水平提高，成品性能波動減小，P、S危害減小。2)轉(zhuǎn)爐冶煉出鋼時采用高拉碳操作，要求碳含量> O. 15%，減少后道工序增碳劑添加以及帶入的有害雜質(zhì)，要求P含量彡O. 010%，如果鐵水中P > O. 1%采用雙渣；3) LF爐外精煉4) VD真空脫氣處理Al2O3夾雜對彈簧鋼疲勞壽命的有害影響，過程中不采用鋁脫氧劑，同時合金化時采用低鋁硅鐵(硅鐵中鋁含量< O. 5%)，減少鋼中Al2O3夾雜物含量。5)連鑄連鑄過程中采取全程保護澆注，保證鋼水潔凈度，過熱度(比液相線高出的溫度范圍)控制在30±5°C，弱冷，拉速為1. 8 2. 5m/min,減少了中心偏析和中心縮孔等內(nèi)部缺陷，提聞了鑄還質(zhì)量。6)探傷、修磨鑄坯經(jīng)探傷、修磨后堆冷48h以上；7)加熱采用步進式雙蓄熱二段或三段式加熱爐加熱，預熱段800-900°C，開始慢速升溫，防止因內(nèi)應力產(chǎn)生裂紋；加熱段1020-1080°C，均熱段1040-1100°C，結(jié)合該鋼種容易脫碳的特點，在晶型轉(zhuǎn)變后快速升溫，縮短在高溫區(qū)停留時間。這樣可以避免奧氏體晶粒過分粗大，為后續(xù)鐵素體相變提供更大阻力，避免成網(wǎng)，減少脫碳，總加熱時間控制在80-120min 之間；8)軋制 線材軋制工序工藝控制A.開軋溫度 960 ΙΟΟΟ ；B.精軋溫度控制900°C~ 950°C，軋速控制在20 60 (m/s)；軋制過程中主要結(jié)合各道次孔型和壓下量，在充分考慮軋制溫度的同時，通過降低軋速來保證充分再結(jié)晶和精軋溫度控制，使奧氏體晶粒均勻細小，而且鑄坯在本加熱條件下，采用常規(guī)軋制，就能夠滿足拉拔性能和卷簧的要求。9)軋后吐絲溫度控制到800°C 840°C;降低吐絲溫度，能夠防止奧氏體晶粒長大，減少相變過程中的脫碳和二次氧化，并抑制鐵素體析出；10)斯太爾摩風冷采用Stelmer線延遲型冷卻控制方式，當經(jīng)過Ar3溫度以前，為抑制鐵素體析出在風冷段要采用大的風冷量和高的運輸速度，風機開度100%，輥道速度O. 45m/s O. 7m/s,由此降低Ar3點以得到細片狀珠光體，同時避免鐵素體成網(wǎng)。隨后采用適當?shù)睦渌伲渌倏刂芆. 5 6V /s，使得線材最終組織由心部至表面為均勻、細片狀的珠光體和少量的鐵素體組織。11)集卷12)檢驗13)入庫。通過本發(fā)明，由圖1所示，脫碳層厚度由160μπι減小到70μπι左右；由圖2所示，鐵素體網(wǎng)有效消除，呈彌散分布。上述彈簧鋼盤條表面脫碳和鐵素體分布的控制方法中，優(yōu)選了三個實施例，其中每個實施例中的關(guān)鍵步驟如下
實施例一60Si2MnA，規(guī)格Φ 13mmI)原料準備熔煉成分為C=O. 6%, Si=L 693%, Mn=O. 783%, P=O. 018%, S=O. 003% ；N=21ppm,0=14ppm, H=L 2ppm ；5)連鑄中心偏析0. 5級，中心疏松0. 5級；6)探傷、修磨鑄坯下線堆垛緩冷時間48小時。7)加熱A.加熱溫度預熱，820-860 °C ;加熱，1020-1055 °C，加熱時間140min ；均熱，1075-1090°C ；8)軋制線材軋制工序工藝控制A.開軋溫度 960°C 1000°C ；B.精軋溫度915-935°C ;軋速 30m/s ；9)軋后水冷控制到800°C 840°C吐絲，降低吐絲溫度，防止奧氏體晶粒長大,減少相變過程中的脫碳和二次氧化，并抑制鐵素體析出；吐絲溫度810-836°C ；10)斯太爾摩風冷輥道速度37m/min ;風機 1#50%，2_3#100%，4#50%。本實施例中所取4個成品試樣脫碳層厚度分別為90 μ m,80 μ m, 105 μ m,80 μ m。本實施例試樣金相組織中鐵素體形態(tài)如圖3所示本實施例成品力學性能表
權(quán)利要求
1.一種彈簧鋼盤條表面脫碳和鐵素體分布的控制方法，其特征在于，包括如下步驟 1)原料準備 60Si2MnA彈簧鋼盤條化學成分質(zhì)量百分比為C :0. 57 % 0. 63 %, S1:1. 65 1.85%, Mn :0. 75% 0. 90%, P :彡 0. 020%, S .く 0. 015%，其余為 Fe ； 2)轉(zhuǎn)爐冶煉 出鋼時采用高拉碳操作，碳含量彡0. 15%，P含量彡0. 010%，如果鐵水中P > 0. 1%采用雙渣； 3)LF爐外精煉； 4)VD真空脫氣處理； 5)連鑄 連鑄過程中采取全程保護澆注，保證鋼水潔凈度，過熱度控制在30±5°C，弱冷，拉速為L 8 2. 5m/min ； 6)探傷、修磨 鑄坯經(jīng)探傷、修磨后堆冷48h以上； 7)加熱 采用步進式雙蓄熱ニ段或三段式加熱爐加熱，預熱段800-900°C，開始慢速升溫，防止因內(nèi)應カ產(chǎn)生裂紋；加熱段1020-1080°C，均熱段1040-1100°C，總加熱時間控制在80-120min 之間； 8)軋制 線材軋制エ序エ藝控制 A.開軋溫度960°C 1000°C； B.精軋溫度控制900°C~950°C，軋速控制在20 60 (m/s)； 9)軋后吐絲溫度控制到800°C 840°C； 10)斯太爾摩風冷 采用Stelmer線延遲型冷卻控制方式，當經(jīng)過Ar3溫度以前，風機開度100%，輥道速度0.45m/s 0. 7m/s,隨后采用適當?shù)睦渌?冷速控制0. 5 6°C /s,使得線材最終組織由心部至表面為均勻、細片狀的珠光體和少量的鐵素體組織。
11)集卷； 12)檢驗； 13)入庫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種彈簧鋼盤條表面脫碳和鐵素體分布的控制方法，其特征在于，所述步驟4)中，在合金化時采用低鋁硅鐵(硅鐵中鋁含量< 0. 5%)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種彈簧鋼盤條表面脫碳和鐵素體分布的控制方法，本發(fā)明通過原料準備→轉(zhuǎn)爐冶煉→LF爐外精煉→VD真空脫氣處理→連鑄→探傷、修磨→加熱→軋制→吐絲→斯太爾摩風冷→集卷→檢驗→入庫等工藝環(huán)節(jié)后軋制成φ8mm-φ18mm的線材，經(jīng)時效處理后抗拉強度(σb)為950MPa～1100MPa、斷面收縮率(Z)為30％～50％，組織為索氏體加少量彌散分布的鐵素體。與其它工藝相比，強度有所下降，面縮有所提高，且強度和面縮的變化范圍變小，性能更加穩(wěn)定，有利于拉拔和卷簧操作，降低了彈簧鋼的生產(chǎn)成本，提高了其使用壽命。
文檔編號C21C7/00GK103045935SQ201210546469
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者孫偉, 梁云科, 劉學森, 徐龍慶, 信海喜 申請人:天津鋼鐵集團有限公司