[发明专利]一种小规格线材弹簧钢55SiCrA表面全脱碳控制方法

说明书

本发明公开了一种小规格线材弹簧钢55SiCrA表面全脱碳控制方法，包括剥皮、加热、轧制、吐丝、风冷和集卷工序；所述剥皮工序中，对坯料表面进行全剥皮处理，单面剥皮深度为0.8~1.0mm；所述加热工序中，采用空步距方式进行装钢，控制预热段炉温为730~770℃，控制加热段炉温为930~970℃，控制均热段炉温为980~1040℃，整体加热时间为100~140 min；所述吐丝工序中，设置吐丝温度为750～780℃。本发明方法所制备的小规格线材弹簧钢55SiCrA的表面全脱碳为零，总脱碳深度≤0.8%D，能够满足气门弹簧、离合器弹簧等重要零部件的使用要求，具有较高的疲劳寿命。

技术领域

本发明涉及一种线材弹簧钢脱碳控制方法，尤其涉及一种小规格线材弹簧钢55SiCrA表面全脱碳控制方法。

背景技术

弹簧钢55SiCrA制备弹簧材料时需要先拉拔成规格的细丝后再绕制成型，其成品广泛应用于气门弹簧、离合器弹簧等机械的重要零部件。此类型零部件要求具有极高的疲劳寿命，而表面脱碳层会明显降低弹簧的疲劳寿命，特别是弹簧中出现全脱碳时，会使弹簧的极限寿命降低50％。小规格弹簧钢由于其特殊用途就要求其表面无全脱碳，总脱碳也要控制在≤1.0％D。但是由于弹簧钢55SiCrA中C、Si含量较高，会使弹簧钢表面脱碳明显加剧，表面脱碳造成表面碳含量降低，较少的碳含量奥氏体在组织转变时更易形成较多的铁素体，较多的铁素体在表面相连接时就形成全脱碳层，因此如何控制其表面的全脱碳是弹簧钢制备的重点和难点。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种全脱碳为零的小规格线材弹簧钢55SiCrA的制备方法。

技术方案：本发明的一种小规格线材弹簧钢55SiCrA表面全脱碳控制方法，包括剥皮、加热、轧制、吐丝、风冷和集卷工序；所述剥皮工序中，对坯料表面进行全剥皮处理，单面剥皮深度为0.8～1.0mm；所述加热工序中，采用空步距方式进行装钢，控制预热段炉温为730～770℃，控制加热段炉温为930～970℃，控制均热段炉温为980～1040℃，整体加热时间为100～140min；所述吐丝工序中，设置吐丝温度为750～780℃。

上述方案中，为消除坯料表面在冶炼后冷却过程中产生的脱碳，对坯料表面进行剥皮处理，将坯料表面的脱碳层进行去除，经过测量，坯料表面的原始脱碳层深度为0.5～0.7mm，为保证原始脱碳层去除干净，单面剥皮深度要求0.8～1.0mm；根据55SiCrA化学成分进行热模拟试验，得出780～880℃为55SiCrA弹簧钢全脱碳的敏感温度区间，在进行加热温度工艺设定时，设定预热段炉温为730～770℃，加热段炉温为930～970℃，可以使钢坯快速穿过780～880℃的温度区间，减少在此温度区间停留时间，进而减少表面全脱碳形成的风险，同时，由于小规格线材弹簧钢轧制道次多，生产节奏慢，坯料在炉内加热时间长，因此进一步对加热炉装钢方式进行优化，采用空步距装钢方式，即每进两支坯料后空一格步距，控制加热炉内总坯料数为65～70支，优选为68支，减少了炉内的钢坯数量，避免加热总时间过长，保持加热时间为110～140min，避免长时间加热形成全脱碳；吐丝工序中，为保证吐丝后能够快速降温至全脱碳形成的温度区间之下，避免形成表面全脱碳，对轧制工艺进行优化调整，执行低温吐丝工艺，吐丝温度设定750～780℃，使吐丝后能够快速降低至780℃以下，避免在冷却过程中形成全脱碳。

进一步地，为消除方坯角部因受热面积大，升温快在加热时容易产生全脱碳，对方坯角部进行至少两遍的剥皮处理，使方坯角部剥皮后形成圆弧形，消除局部尖角，剥皮深度保证在1.0mm以上，优选为1.0～1.2mm；同时，小规格线材弹簧钢由于成品截面积小，总长度长，吐丝圈数多；通过降低吐丝温度，使盘卷进入风冷线即进行组织转变，减少组织转变前的停留时间，增加斯太尔摩风冷线辊道速度，优选为40～50rpm，使盘卷能够均匀铺散在风冷线上；这样既能避免因盘卷在风冷线上堆积过后造成搭接点散热慢，盘卷心部往外返热而使表面温度高于780℃形成全脱碳的现象，又能充分完成组织转变。