[发明专利]一种弹簧钢线材表面脱碳的控制方法

说明书

技术领域

本发明属于弹簧钢生产技术领域，具体的说是一种弹簧钢线材表面脱碳的控制方法,特别是一种55SiCr弹簧钢表面脱碳的控制方法。

背景技术

弹簧是十分重要的机械零件，在国防、工业、农业、科技以及日常生活中，都得到了广泛的使用。弹簧钢的生产发展水平及质量和性能在弹簧制造业、汽车、机车、机械等工业部门的发展中，扮演着十分重要的角色。汽车、发动机制造业和铁路行业是弹簧钢的主要用户。近年来，随着汽车的轻量化和高性能化，迫切要求提高弹簧钢的强度，提高弹簧的设计应力。与此同时，随着国内火车运行速度的不断提高，特别是货车向高速、重载方向发展，同样要求提高列车转向架悬挂弹簧的强度，延长疲劳寿命。鉴于此，国内外近年来开展了大量的研究工作，以期进一步提高弹簧钢的强度水平和使用寿命。

弹簧钢表面情况对其疲劳性能影响非常大，表面如果存在脱碳组织会严重降低弹簧的疲劳强度和使用寿命。弹簧表面存在0.1 mm的脱碳层时就会明显影响疲劳性能，如果表面出现全脱碳层，会影响疲劳寿命50%。因此脱碳层深度和形貌的控制是生产高强度优质弹簧钢很重要的一个方面。

目前关于弹簧钢表面脱碳的研究多集中于实验室研究，研究的钢种多数是60Si₂Mn；关于55SiCr的脱碳研究比较少，且都是实验室研究，研究的主要方向是关于加热温度对其表面脱碳的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提出一种弹簧钢线材表面脱碳的控制方法，可以使55SiCr弹簧钢线材表面不产生全脱碳层，局部脱碳层厚度不超过30μm。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种弹簧钢线材表面脱碳的控制方法，具体按以下步骤进行控制：

⑴连铸坯化学成分质量百分比为：C：0.51～0.59%，Mn：0.50～0.80%，Si：1.20～1.60%，Cr：0.5～0.8%，Ni：≤0.35%，Cu：≤0.25%，余量为Fe及不可避免的杂质；

⑵为减少坯料加热过程中氧化和脱碳层厚度，并保证坯料加热均匀，加热炉一段炉温控制在900～960℃，二段炉温控制在990～1050℃，均热段炉温控制在1050～1100℃，在炉时间90～150min；

⑶加热炉均热段空燃比控制在0.7～0.8，预热段和均热段空燃比控制在0.9～1.1；

⑷线材吐丝温度控制在810～830℃，为防止冷却过程中发生铁素体脱碳，细化晶粒并减少产品中铁素体组织比例，线材吐丝后以8～11℃/s的冷速快速冷却至650～670℃，然后进保温罩缓冷。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的弹簧钢线材表面脱碳的控制方法，连铸坯化学成分质量百分比为：C：0.52%，Mn：0.70%，Si：1.50%，Cr：0.72%，Ni：0.35%，Cu：0.25%，P：0.0094%，S：0.0023%，余量为Fe。

前述的弹簧钢线材表面脱碳的控制方法，连铸坯化学成分质量百分比为：C：0.52%，Mn：0.68%，Si：1.48%，Cr：0.70%，Ni：0.3%，Cu：0.2%，P：0.0076%，S：0.0015%，余量为Fe。

前述的弹簧钢线材表面脱碳的控制方法，连铸坯化学成分质量百分比为：C：0.54%，Mn：0.67%，Si：1.49%，Cr：0.69%，Ni：0.25%，Cu：0.15%，P：0.0096%，S：0.0034%，余量为Fe。

前述的弹簧钢线材表面脱碳的控制方法，连铸坯化学成分质量百分比为：C：0.53%，Mn：0.69%，Si：1.47%，Cr：0.68%，Ni：0.15%，Cu：0.125%，P：0.0098%，S：0.0014%，余量为Fe。

前述的弹簧钢线材表面脱碳的控制方法，铸坯断面尺寸为150mm×150mm，产品规格为Φ8～18mm。

本发明的优点是：⑴通过本发明所述的工艺，55SiCr弹簧钢线材表面不产生全脱碳层，局部脱碳层厚度不超过30μm；⑵本发明通过对加热炉加热温度、炉内气氛和控轧控冷工艺进行控制，对设备要求不高，便于实施，质量稳定。

附图说明

图1是本发明55SiCr弹簧钢表面脱碳组织照片。

图2是本发明四分之一处金相组织照片。

具体实施方式

实施例1