[发明专利]一种免退火含硼冷镦钢的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种免退火含硼冷镦钢的生产方法，属于冶金工业生产的金属材料领域。

背景技术

冷镦钢是在室温条件下，采用一次或多次冲击加载直接成型生产螺钉、螺母、销钉等紧固件或冷镦成型零部件的一类低、中碳优质碳素结构钢和合金结构钢。它广泛应用于汽车、机械、建筑、电器等行业领域。冷镦钢冷成型性能好，具有优良的综合力学性能。

低碳含硼钢是近年来发展起来用于冷成型的新钢种，其具有以下特点：硼是最有效的提高淬透性的元素，极微量的硼即能显著提高钢的淬透性，可节约大量昂贵的合金元素镍、钼等，经济效果明显。

10B21钢种也可以做10.8级的冷镦钢，据《金属制品》2009年第5期万国喜等人的“10B21高强度冷镦钢线材的生产”报道，10B21钢的化学成分为：C 的质量分数为0. 20% ~ 0. 23%，Si的质量分数为≤0.08%， Mn的质量百分数为0.80% ~ 1. 00%，Al的质量百分数为0. 025% ~ 0. 045% ，P的质量百分数< 0. 020%，S的质量百分数为< 0. 015%，B的质量百分数为0. 0010% ~ 0. 0035% 。由于该成分设计中不含Ti，实际生产中钢中氮元素与钛元素结合生成TiN，因此很难保证钢中单质硼的存在。

含硼冷镦钢10B21也可以制作8.8级的冷镦钢，据《钢铁研究》2014年第6期帅习元等人的“含硼冷镦钢10B21冷镦开裂原因分析”报道，武钢10B21钢的化学成分为：C 的质量分数为0. 19% ~ 0. 23%，Si的质量分数为≤0.25%， Mn的质量百分数为0.65% ~ 0.90%，P的质量百分数< 0. 020%，S的质量百分数为< 0. 020%，B的质量百分数为0. 0008% ~ 0. 0030% 。该成分设计中既不含铝也不含钛，因此容易引起钢中B元素的氧化和氮化，对硼元素作用的发挥会产生影响。

据《金属热处理》2013年第7期麻晗等人的“节能型钢筋、线材的研发与生产实践”报道，江苏沙钢的10B21钢的化学成分为：C 的质量分数为0. 19% ~ 0. 23%，Si的质量分数为≤0.10%， Mn的质量百分数为0.70% ~ 0.90%，Al的质量百分数为0. 03% ，P的质量百分数≤

0. 015%，S的质量百分数为≤ 0. 010%，B的质量百分数为0. 0010% ~ 0. 0030% ，Ti的质量百分数为≤ 0. 04%。该成分设计中，B元素的含量波动较大，对产品质量的稳定会产生不利影响。

据张家港联峰钢铁研究所有限公司于2014年3月12日申请的专利“一种超低硬度免退火冷镦钢生产方法（专利申请号为201410088703.4）”介绍，该冷镦钢的成分设计为：C 的质量分数为0. 19% ~ 0. 22%，Si的质量分数为≤0.08%， Mn的质量百分数为0.80% ~ 1.00%，Al的质量百分数为≥0. 025% ，P的质量百分数≤ 0. 015%，S的质量百分数为≤ 0. 010%，B的质量百分数为≤0. 0035% ，Ti的质量百分数为0.025% ~ 0. 050%。该成分设计中，钢中铝含量偏高，成本相对来说会高一些。此外，钢中的S、P元素虽然是有害元素，但其含量要求过严，会较大幅度增加钢材的成本。

虽然含硼冷镦钢有淬透性好、成本低的特点，但由于硼元素是一个敏感元素，其成分范围需要较好的确定。钢中硼含量过低，达不到提高钢材淬透性的作用；硼含量过高，又会使钢发脆，钢材在生产过程中容易产生裂纹。因此，需要将钢中硼含量控制在合理的范围内。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种免退火含硼冷镦钢线材，采用该线材制作的冷镦钢，具有免球化退火且降低冷镦钢模具磨损，低成本、高质量的一种免退火含硼冷镦钢的生产方法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种将免退火含硼冷镦钢的成分控制在如下范围：C的质量分数为0.23%~0. 25%，Si的质量分数为≤0.07%， Mn的质量百分数为0.80% ~ 1. 00%，Ti的质量百分数为0. 025% ~ 0. 040% ，Al的质量百分数为≥0. 020% ，P的质量百分数< 0. 025%，S的质量百分数为< 0. 025%，B的质量百分数为0. 0010% ~ 0. 0019% ，其余为Fe和不可避免的杂质。