[发明专利]一种提高中碳冷镦钢盘条铁素体比例的控轧控冷方法

说明书

本发明属于轧制技术领域，涉及一种提高中碳冷镦钢盘条铁素体比例的控轧控冷方法。将钢坯在不高于1050℃温度经过1.5～2小时加热，使钢中铸态组织完全奥氏体化，但不造成奥氏体晶粒明显长大；精轧机组、减定径机组采用不高于720℃的超低温度轧制，使盘条组织中产生较多的变形诱导铁素体；吐丝温度采用不高于720℃的超低温度，使盘条吐丝后随即进入铁素体转变温度；控冷线上所有保温罩关闭，并增加石棉布密封保温罩之间的缝隙，使盘条在控冷线上的冷却速度不高于0.15℃/s。该工艺有效提高了盘条铁素体比例，显著降低了盘条的硬度和强度，获得了更高的塑性和冷镦性能。

技术领域

本发明属于轧制技术领域，涉及一种中碳冷镦钢盘条的轧制及冷却方法，具体是一种免退火中碳冷镦钢盘条冷镦钢的生产工艺。进一步涉及一种提高中碳冷镦钢盘条铁素体比例的控轧控冷方法。

背景技术

冷镦钢又称冷镦与冷挤压用钢，是指用冷镦和冷挤压加工方法制造螺栓、螺母、螺钉、铆钉等紧固件用钢，国内俗称铆螺钢。冷镦成型是在常温下利用金属塑性成形的加工工艺，采用冷镦工艺制造紧固件，不但效能高、质量好，而且用料省、成本低。但是冷镦工艺对原材料的质量要求较高，冷镦性能是冷镦钢的重要性能之一。冷镦钢应具备的主要性能是，具有良好的冷成形性；对于冷镦钢变形要具有尽可能小的阻力和可能高的变形能力。为此，一般要求冷镦钢的强度硬度应较低、屈强比应较低。同时，为避免在冷镦时表面开裂，要求钢材表面质量良好，同时钢材的表面脱碳要尽可能小。相关标准规定钢材应进行冷顶试验，要求试样冷顶锻后冷顶锻前高度之比为高级；1/4；较高级；1/3；普通级；1/2，一般标准规定为1/2。冷镦钢因冷成型性能良好，在机械加工行业用冷拔代替热轧材冷切削机加工，这种工艺的优点是在节约大量工时的同时，金属消耗可以降低10％～30％，而且产品尺寸精度高，表面光洁度好，生产率高，是已经兴起的较先进的机加工工艺。

目前我国紧固件行业产量规模已经达到800万吨/年，国内生产的紧固件强度级别主要分为4.8级～6.8级、8.8级、10.9级、12.9级及以上四个强度级别，其中8.8级紧固件为需求量较多、产品用途较为广泛的一个级别。为满足下游紧固件生产企业的需求，国内钢厂生产的主流冷镦钢盘条根据化学成分的不同可分类为低碳优质碳素结构钢、中碳优质碳素结构钢、低碳合金结构钢和中碳合金钢四类。冷镦钢行业一般将C含量低于0.25％的冷镦钢成为低碳冷镦钢，将C含量在0.25～0.45％之间的称为中碳冷镦钢。

8.8级紧固件广泛用于汽车、火车、航空、家电、机械设备等行业，产品需求量大而稳定。为满足下游用户8.8级紧固件的生产，国内钢厂多提供中碳优质碳素结构钢(代表性牌号包括SWRCH35K、ML35、SWRCH45K等)和低碳合金结构钢(代表性牌号包括ML20CrMo、ML20Cr、10B21等)。我们紧固件行业在规模大的同时，面临的竞争压力也持续增加，国内绝大多数紧固件生产企业一直处于微利经营，进而要求紧固件行业需要降低生产成本。在此行业背景下，8.8级紧固件的生产原料一般选择价格更加低廉，供应更加充足的中碳优质碳素结构钢，以碳含量0.30～0.38％最受欢迎。但碳含量是影响冷镦钢盘条冷塑性变形的最重要元素，随着碳含量越高，盘条的冷镦性能显著降低；但如果碳低于0.30％，其强度又难以满足8.8级紧固件的要求；这也成为制约中碳优质碳素结构钢用于8.8级紧固件生产的一个重要因素。

目前，生产免退火冷镦钢线材，多采用冷镦钢线材低温变形轧制技术和控制冷却保温技术结合，通过提高铁素体比例，使硬度较常规线材降低,断面收缩率提高。而已知方法中，仅能提高冷镦钢中铁素体组织比例至65％左右，这已目前的达到极限值，难以获得更高比例(80％以上)，且铁素体尺寸大。并且在目前中碳冷镦钢的工艺中，未对冷顶锻性能和加工应用进行研究。

所以，还需对中碳冷镦钢盘条的控轧控冷工艺作深入研究，进一步提高铁素体的比例，在有效降低盘条的强度、硬度、屈强比的同时提高盘条冷顶锻性能，这是目前急需解决的技术问题。

发明内容