[发明专利]一种耙片用带钢及生产方法与耙片热处理方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金工艺技术领域，特别涉及一种适于制作农机具配件的耙片专用热轧带钢、热轧带钢的生产方法以及耙片毛坯的热处理方法。

背景技术

耙片的主要失效形式是磨损和断裂，耐磨性主要与硬度相关，而断裂主要是由于耙片在工作过程中碰到坚硬的土壤或石头等物体撞击而失效。因此，耙片要求硬度的同时，还要有较高的韧性以抵抗较大的冲击力。目前，农机具配件－耙片普遍采用65Mn优质碳素热轧带钢经剪切加工成型后，850℃－910℃油淬，300℃－400℃回火处理而成。由于含碳量较高，65Mn钢热处理后硬度为38～45HRC，但是这类高碳刃具钢同时脆性也较高、塑韧性较差，热处理后的冲击韧性不高于5J。在大型农业作业中，耙片断裂后更换十分因难，因此，随着国内外农业机械化的高速发展，65Mn耙片已不能满足大型农机具的连续作业要求。

《MO-Nb贝氏体钢的铸态组织与耐磨性研究》及《球墨铸铁耙片挤压铸造新工艺》等论文介绍的均为铸造方法直接成型的新材耙片，铸造工艺复杂，生产效率低。

专利公开号CN85100775A提供了一种“制造汽车板簧的新型弹簧钢28锰硅硼钢”，属高Si含量钢，生产成本高，且Si含量高，钢中夹杂物多，影响韧塑性及疲劳性能。

专利公开号CN101148737A提供的“一种含硼钢及其制备方法”中的硼钢为电炉冶炼生产的中碳棒材硼钢，因而不能用于制造耙片。

专利公开号CN102080179A公开的“一种含硼结构钢的制造方法”中的含硼Q345B钢板，碳含量低，通过控制轧制技术细化晶粒，提高热轧板强度，但钢板韧塑性差，成型性不好，且该专利未提及钢板热处理后性能，分析认为该钢板碳含量低，热处理后硬度不足，不适用于制作耙片。

发明内容

本发明旨在提供一种具有高淬硬性、高耐磨性和高韧塑性，并可显著提高耙片使用寿命的耙片用带钢及生产方法与耙片热处理方法。

为此，本发明所采取的技术解决方案为：

一种耙片用带钢，其特征在于，其化学成分wt％为：C：0.27％～0.37％，Si：0.1％～0.40％，Mn：1.1％～1.7％，B0.002～0.006％，Cr：0.10％～0.80％，Al：0.010～0.050％，Ti≤0.1％,V≤0.1％，N≤0.0070％，P≤0.020％，S≤0.010％，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明耙片用热轧带钢各成分作用机理为：

C是钢中主要的固溶强化元素。C含量若低于0.10％，则很难保证耙片热处理后的硬度，另一方面C含量若高于0.40％，则恶化钢的韧塑性。因此，C含量要控制在0.20％～0.40％。

Mn是良好的脱氧剂和脱硫剂，是保证钢的强度和韧性的必要元素。锰和铁形成固溶体，能提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度。Mn与S结合形成MnS，避免晶界处形成FeS而导致的热裂纹影响耙片用钢的热成形性。同时Mn也是良好的脱氧剂并增加淬透性。中低碳钢中Mn含量低，不能满足热处理后高强硬性的要求，Mn含量过高影响焊接性能，且增加生产成本，因此，综合考虑成本及性能要求等因素，Mn含量应该控制在1.1％～1.7％。

Si是钢中常见元素之一，在炼钢过程中用作还原剂和脱氧剂，固溶形态的Si能提高屈服强度和韧脆转变温度，但若超过含量上限将降低韧性和焊接性能。因此0.1％～0.40％的Si保留在钢中是必要的。

P和S都是钢中不可避免的有害杂质，它们的存在会严重恶化钢的韧性，因此要采取措施使钢中的P和S含量尽可能降低。根据本发明，最高P含量限制在0.020％，最高S含量限制在0.010％。

B：0.002％～0.006％，硼作为提高淬硬性元素，可明显提高钢板淬硬性。硼提高淬透性的能力很强，0.001％～0.003％的硼相当于0.6％锰、0.7％铬、0.5％钼和1.5％镍，故极少量的硼即可节约大量贵重合金元素。硼含量过高过低，均会影响其淬透性。

Cr是显著提高钢的淬透性元素，钢中加入适量的Cr,还可提高铁素体电极电位，促使钢的表面形成致密的氧化膜，提高其耐蚀性。Cr含量过低，油淬时不能保证淬硬性；Cr含量过高，增加合金成本，淬后硬度过高，因此，本发明控制Cr含量0.10％～0.80％。