[发明专利]一种免退火低硬度弹簧用热轧圆钢的生产方法

说明书

本发明公开了一种免退火低硬度弹簧用热轧圆钢的生产方法，其步骤为：（1）转炉冶炼钢水，精炼调整成分，连铸成方坯，控制铸坯成分B＜0.0005%；（2）铸坯缓冷≥72h；（3）钢坯缓慢加热、高压水除鳞；（3）进行粗轧、中轧、精轧，减定径轧制；精轧温度控制在860～900℃；（4）预热冷床保证动静齿条温度＞140℃；采用保温罩缓冷，相变冷却速率＜2℃/s；出罩温度＜550℃；钢材降至180～250℃进行剪切；（5）将剪切后钢材在避风处堆冷，堆冷时间≥16h。本发明可生产φ13～φ20mm的硬度＜300HBW的弹簧用钢，减少退火降低硬度工序，具有低成本、节能环保的特点。

技术领域

本发明涉及一种免退火低硬度弹簧用热轧圆钢的生产方法，属于轧钢领域。

背景技术

弹簧钢是一种重要的机械设备基础零件制造材料，主要用于航空航天、汽车、铁路车辆、轨道扣件、农用车等诸多领域。随着下游客户对弹簧钢经济性和高性能化的需求，迫切需要提高弹簧钢的强度和使用寿命，而淬透性是其十分重要的指标。其中Si-Cr、Cr-V系弹簧钢具有较高的强韧性，淬透性好，但给热轧材硬度值带来新的挑战。下游客户加工时由于剪切下料的限制对交货硬度提出了新的要求≤321HBW，但是正常生产φ13～φ20mm弹簧钢由于冷速过快导致硬度达到350HBW，无法满足需求。为了改善钢材硬度，需要后续进行退火处理，不但增加了成本并且导致生产周期及生产工序延长。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种φ13～φ20mm，硬度小于300HBW的热轧弹簧用钢的生产方法，所提供的生产方法减免了退火工序，缩短了生产周期，具有生产成本低、节能环保的优势。

为解决上述技术问题，本发明采取的方法为：

一种免退火低硬度弹簧用热轧圆钢的生产方法，其生产过程如下：

（1）转炉冶炼钢水，精炼调整成分，然后连铸成方坯，所述铸坯中B元素＜0.0005%

（2）铸坯避风缓冷释放内应力；

（3）钢坯缓慢加热，预热温度＜700℃，出钢温度900～980℃，加热时间＜90min，然后高压水除鳞去除氧化铁皮；

（4）经过6道次粗轧，6道次中轧，穿水冷却，6道次精轧，穿水冷却，0～4道次减定径轧制；进精轧温度控制在860～900℃；终轧速度控制在12m/s～17.5m/s；

（5）预热冷床保证动静齿条温度＞140℃；采用多倍尺上冷床，单步距工艺；上冷床至相变结束区域采用保温罩缓冷，保证相变区间冷却速率＜2℃/s；出罩温度＜550℃；

（6）钢材降至180～250℃进行剪切；将剪切后钢材在避风处堆冷，堆冷时间≥16h，即得。

本发明所述步骤（2）中钢坯缓冷时间≥72h。

本发明所述步骤（3）中高压水除鳞的除鳞压力为17～20MPa；

本发明所述热轧圆钢尺寸为φ13mm～φ20mm；

本发明的原理是：通过合理设计B元素含量，降低材料的淬透性能力，实现强度和塑形的最优匹配。连铸坯下线后经过长时间的缓冷，充分释放因铸坯合金产生的内应力。铸坯加热过程中缓慢加热是为了坯料加热均匀，降低热应力的影响。轧制过程控制精轧变形温度，使CCT曲线向左上方移动，从而相同冷速下，铁素体的析出机会和比例均会增加，降低硬相组织形成概率。控制冷却时采用预热冷床保证动静齿条温度和关闭保温罩的方式，降低钢材空冷冷却速率延长奥氏体向铁素体、珠光体转变的时间，最终形成索氏体组织，避免屈氏体和贝氏体的产生。打捆收集后，采用≥16h的堆冷时间降低钢材内部内应力。综上所述，本发明是对炼钢到轧钢全流程控制，实现低硬度，免退火工艺的目的。

与现有技术相比，该生产方法具有以下特点：