專利名稱：一種65Mn彈簧鋼盤(pán)條的生產(chǎn)工藝及65Mn彈簧鋼盤(pán)條的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，涉及一種盤(pán)條的生產(chǎn)工藝，更具體地講，涉及一種65Mn彈簧鋼盤(pán)條的生產(chǎn)工藝及根據(jù)該生產(chǎn)工藝所獲得的65Mn彈簧鋼盤(pán)條。
背景技術(shù)：
彈簧鋼盤(pán)條兼具高碳及低合金鋼的特點(diǎn)，是用于制作普通彈簧鋼絲、油淬火-回火彈簧鋼絲、汽車(chē)和農(nóng)用車(chē)減震器彈簧、其它機(jī)械彈簧等金屬制品的重要原料，是一種附加值高的產(chǎn)品，市場(chǎng)需求量大。而65Mn鋼是目前市場(chǎng)上最主要的彈簧用鋼之一，也是西南地區(qū)目前用量較大的彈簧用鋼之一。彈簧主要作用是儲(chǔ)存彈性應(yīng)變能和減輕震動(dòng)與沖擊。由于彈簧一般在動(dòng)負(fù)荷(反復(fù)彎曲應(yīng)力或反復(fù)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力)的條件下使用，故要求彈簧鋼必須有高的彈性極限Ce、高的·屈服強(qiáng)度Os、抗拉強(qiáng)度ob、高的屈強(qiáng)比os/Qb以及高的抗疲勞性能，并有足夠的塑性和韌性，較好的淬透性和低的脫碳敏感性，以便于在冷熱狀態(tài)下易于成型及熱處理后獲得所需的性能。65Mn鋼具有淬透性能較好、強(qiáng)度較高等優(yōu)點(diǎn)，用于制造彈簧，應(yīng)用廣泛。因此，彈簧鋼盤(pán)條要求就有具有高的抗拉強(qiáng)度和疲勞壽命。65Mn彈簧鋼盤(pán)條在后續(xù)加工過(guò)程中還要進(jìn)行表面除鱗、冷拔、熱處理等工藝，所以對(duì)其表面質(zhì)量有較高要求。65Mn彈簧鋼盤(pán)條要求具有高的潔凈度和成分均勻性，須嚴(yán)格控制表面脫碳，要求均勻的組織及性能，否則會(huì)引起盤(pán)條的通條性能不均勻，造成斷絲率偏高，影響產(chǎn)品的后續(xù)加工工藝性能。傳統(tǒng)的65Mn彈簧鋼盤(pán)條采用常規(guī)軋制，成品表面脫碳嚴(yán)重、氧化鐵皮厚、金屬收得率較低，金相組織是片層間距較大的珠光體，且生產(chǎn)成本較高。由此獲得的彈簧鋼盤(pán)條在拉拔過(guò)程中需要進(jìn)行鉛淬火才能獲得索氏體組織，從而得到較好的綜合力學(xué)性能，即抗拉強(qiáng)度Rm彡1050MPa,斷面收縮率Z彡36%，具備此金相組織和力學(xué)性能的65Mn彈簧鋼盤(pán)條，在繞制彈簧時(shí)不易斷絲且彈簧的疲勞壽命長(zhǎng)，彈簧綜合力學(xué)性能好。由于彈簧的受力特點(diǎn)和工作特點(diǎn)，彈簧鋼表面脫碳會(huì)明顯降低彈簧的疲勞極限。除了軋后冷卻工藝外，加熱條件也是影響彈簧鋼盤(pán)條表面脫碳的重要因素。因此，需要研究一種新的生產(chǎn)工藝，達(dá)到優(yōu)化65Mn彈簧鋼盤(pán)條的金相組織及綜合性能的目的。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的之一在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。本發(fā)明的目的在于提供一種能夠降低甚至消除盤(pán)條表面脫碳、提高成品彈簧的疲勞壽命、減少氧化鐵皮量并提高金屬收得率、改善金相組織以獲得高索氏體率提高彈簧鋼盤(pán)條的強(qiáng)度和塑性使其具備取消拉拔前期鉛淬火工序的條件，從而降低生產(chǎn)加工成本的65Mn彈簧鋼盤(pán)條的生產(chǎn)工藝及根據(jù)該生產(chǎn)工藝所獲得的65Mn彈簧鋼盤(pán)條。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一方面提供了一種65Mn彈簧鋼盤(pán)條的生產(chǎn)工藝，所述生產(chǎn)工藝包括以下工序原料準(zhǔn)備、冶煉鋼水、連鑄成坯、加熱連鑄坯、高溫軋制成盤(pán)條、吐絲后進(jìn)行軋后控制冷卻、后處理并得到盤(pán)條成品，其中，以重量百分比計(jì)，所述盤(pán)條成品包括以下化學(xué)成分c 0. 63 O. 68%、Si 0. 15 O. 30%、Mn 0. 95 I. 15%、P ^ O. 018 S ^ O. 016 Cr ^ O. 15 Ni ^ O. 15 Cu ^ O. 10 Mo ^ O. 02Ti ( 0.01%, Als ( O. 015%以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)；在所述加熱連鑄坯的步驟中，控制預(yù)熱段溫度為780 820°C、預(yù)熱時(shí)間為35 50分鐘，加熱段溫度為960 1000°C、加熱時(shí)間為35 50分鐘，均熱段溫度為1010 1050°C、均熱時(shí)間為30 40min，并且控制爐內(nèi)氣氛為弱還原性氣氛；在所述高溫軋制成盤(pán)條的步驟中，控制開(kāi)軋溫度為960 1000°C，并且精軋機(jī)組及減定徑機(jī)組采用8+4機(jī)型進(jìn)行軋制，且僅使用前8架精軋機(jī)組和2架減定徑機(jī)組；在所述吐 絲后進(jìn)行軋后控制冷卻的步驟中，控制吐絲溫度為870 890°C，并采用斯太爾摩控冷線進(jìn)行盤(pán)條的軋后控制冷卻，控制斯太爾摩輥道速率分別為，控制盤(pán)卷在珠光體相變前的冷速為13 15°C /s，珠光體相變溫度控制在660 710°C，相變后冷速為4 5°C /s，使冷卻后、后處理前的盤(pán)條表面溫度小于或等于300°C。根據(jù)本發(fā)明的65Mn彈簧鋼盤(pán)條的生產(chǎn)工藝的一個(gè)實(shí)施例，在所述加熱連鑄坯的步驟中，控制所述預(yù)熱段的中間測(cè)溫點(diǎn)溫度為790 810°C。根據(jù)本發(fā)明的65Mn彈簧鋼盤(pán)條的生產(chǎn)工藝的一個(gè)實(shí)施例，所述高溫軋制成盤(pán)條的步驟包括使連鑄坯依次通過(guò)粗軋機(jī)組、中軋機(jī)組、精軋機(jī)組及減定徑機(jī)組形成盤(pán)條的步驟，其中，控制盤(pán)條進(jìn)入精軋機(jī)組入口的溫度為860 880°C，控制盤(pán)條進(jìn)入減定徑機(jī)組入口的溫度為860 880°C。根據(jù)本發(fā)明的65Mn彈簧鋼盤(pán)條的生產(chǎn)工藝的一個(gè)實(shí)施例，所述盤(pán)條成品的公稱直徑為6. 5mm。根據(jù)本發(fā)明的65Mn彈簧鋼盤(pán)條的生產(chǎn)工藝的一個(gè)實(shí)施例，所述盤(pán)條成品的一邊總脫碳層深度不大于盤(pán)條成品公稱直徑的I. 5%。根據(jù)本發(fā)明的65Mn彈簧鋼盤(pán)條的生產(chǎn)工藝的一個(gè)實(shí)施例，所述盤(pán)條成品的實(shí)測(cè)屈服強(qiáng)度RcieL彡795MPa、實(shí)測(cè)抗拉強(qiáng)度Rtlm彡990MPa、伸長(zhǎng)率A彡12. 5%、斷面收縮率Z 彡 32%。本發(fā)明的另一方面提供了一種65Mn彈簧鋼盤(pán)條，所述盤(pán)條根據(jù)上述65Mn彈簧鋼盤(pán)條的生產(chǎn)工藝制成。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，運(yùn)用了高線機(jī)組的設(shè)備優(yōu)勢(shì)，高溫軋制成盤(pán)條采用8+4機(jī)型的精軋減定徑機(jī)組，且僅使用前8架精軋機(jī)和2架定徑機(jī)組，既保證生產(chǎn)穩(wěn)定性又降低了生產(chǎn)能耗，還解決了行業(yè)內(nèi)同機(jī)型生產(chǎn)線在減定徑機(jī)組中減徑機(jī)組出現(xiàn)設(shè)備故障或沒(méi)有備件情況下就須停產(chǎn)的問(wèn)題。通過(guò)優(yōu)化軋制前的加熱制度、控制軋制、控制冷卻工藝，降低甚至消除了盤(pán)條表面脫碳，提高了成品彈簧的疲勞壽命；減少了氧化鐵皮量，提高了金屬收得率；改善金相組織以獲得高索氏體率提高彈簧鋼盤(pán)條的強(qiáng)度和塑性使其具備取消拉拔前期鉛淬火工序的條件，降低了生產(chǎn)加工成本，達(dá)到優(yōu)化65Mn彈簧鋼用熱軋盤(pán)條的金相組織及綜合性能的目的。


圖IA和圖IB是本發(fā)明實(shí)施例中65Mn彈簧鋼盤(pán)條的樣品一的高倍檢驗(yàn)金相組織示意圖。圖2A和圖2B是本發(fā)明實(shí)施例中65Mn彈簧鋼盤(pán)條的樣品二的高倍檢驗(yàn)金相組織示意圖。圖3A和圖3B是本發(fā)明實(shí)施例中65Mn彈簧鋼盤(pán)條的樣品三的高倍檢驗(yàn)金相組織示意圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將結(jié)合示例性實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的65Mn彈簧鋼盤(pán)條的生產(chǎn)工藝及65Mn彈簧鋼盤(pán)條。根據(jù)本發(fā)明的65Mn彈簧鋼盤(pán)條的生產(chǎn)工藝的示例性實(shí)施例，所述生產(chǎn)工藝包括以下工序原料準(zhǔn)備、冶煉鋼水、連鑄成坯、加熱連鑄坯、高溫軋制成盤(pán)條、吐絲后進(jìn)行軋后 控制冷卻、后處理并得到盤(pán)條成品，其中，以重量百分比計(jì)，所述盤(pán)條成品包括以下化學(xué)成分 C 0. 63 O. 68%,Si 0. 15 O. 30%,Mn 0. 95 I. 15%,P ( O. 018%,S ( O. 016%,Cr ^ O. 15%, Ni ^ O. 15%, Cu ^ O. 10%, Mo ^ O. 02%, Ti ^ O. 01%, Al s ^ O. 015% 以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)；在所述加熱連鑄坯的步驟中，控制預(yù)熱段溫度為780 820°C、預(yù)熱時(shí)間為35 50分鐘，加熱段溫度為960 1000°C、加熱時(shí)間為35 50分鐘，均熱段溫度為1010 1050°C、均熱時(shí)間為30 40min，并且控制爐內(nèi)氣氛為弱還原性氣氛；在所述高溫軋制成盤(pán)條的步驟中，控制開(kāi)軋溫度為960 1000°C，并且精軋機(jī)組及減定徑機(jī)組采用8+4機(jī)型進(jìn)行軋制，且僅使用前8架精軋機(jī)組和2架減定徑機(jī)組；在所述吐絲后進(jìn)行軋后控制冷卻的步驟中，控制吐絲溫度為870 890°C，并采用斯太爾摩控冷線進(jìn)行盤(pán)條的軋后控制冷卻，控制盤(pán)卷在珠光體相變前的冷速為13 15°C /s，珠光體相變溫度控制在660 710°C，相變后冷速為4 5°C /s，使冷卻后、后處理前的盤(pán)條表面溫度小于或等于300。。。本實(shí)施例中，本發(fā)明主要在加熱連鑄坯、軋制、軋后冷卻等步驟中對(duì)具體工藝進(jìn)行了改進(jìn)，有效地優(yōu)化了 65Mn彈簧鋼盤(pán)條的組織和性能，簡(jiǎn)化了工藝程序并減低了生產(chǎn)成本。根據(jù)本發(fā)明，在加熱連鑄坯的步驟中，控制預(yù)熱段溫度為780 820°C、預(yù)熱時(shí)間為35 50分鐘，加熱段溫度為960 1000°C、加熱時(shí)間為35 50分鐘，均熱段溫度為1010 1050°C、均熱時(shí)間為30 40min。并且控制爐內(nèi)氣氛為弱還原性氣氛，最終使連鑄坯的上下面溫差、全長(zhǎng)溫差均不超過(guò)30°C。優(yōu)選地，預(yù)熱段的中間測(cè)溫點(diǎn)是預(yù)熱段靠近加熱段的區(qū)域，該區(qū)域溫度會(huì)受加熱段溫度輻射而增高，為了保證預(yù)熱段時(shí)間，須控制預(yù)熱段的中間測(cè)溫點(diǎn)溫度為790 810°C。控制加熱段及均熱段的溫度和加熱時(shí)間，可以有效保證開(kāi)軋溫度，如果這兩段區(qū)域的加熱溫度過(guò)低或加熱時(shí)間過(guò)短，將無(wú)法保證開(kāi)軋溫度或使連鑄坯的溫度不均勻；若溫度高了或加熱時(shí)間長(zhǎng)了，將增加坯料的燒損和表面脫碳影響鋼坯質(zhì)量，并造成原始奧氏體晶粒的粗大降低其強(qiáng)度及塑韌性。而要保證加熱段和均熱段的溫度和時(shí)間，需合理設(shè)計(jì)預(yù)熱段溫度及加熱時(shí)間，如果預(yù)熱段溫度低了或加熱時(shí)間短了將使接下來(lái)的加熱段溫度不夠或鋼坯內(nèi)外溫度不均，如果預(yù)熱段溫度高了將增加坯料內(nèi)部應(yīng)力增加裂紋缺陷產(chǎn)生的機(jī)率，如果預(yù)熱段加熱時(shí)間長(zhǎng)了降低軋鋼節(jié)奏影響生產(chǎn)效率。表面脫碳是高碳鋼常出現(xiàn)的缺陷，為了減少脫碳，經(jīng)多組加熱爐爐內(nèi)數(shù)據(jù)分析得出采用弱還原性氣氛可有效控制脫碳，加熱爐內(nèi)具體氣體含量控制如表I所示。表I加熱爐內(nèi)具體氣體含量
權(quán)利要求
1.一種65Mn彈簧鋼盤(pán)條的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述生產(chǎn)工藝包括以下工序 原料準(zhǔn)備、冶煉鋼水、連鑄成坯、加熱連鑄坯、高溫軋制成盤(pán)條、吐絲后進(jìn)行軋后控制冷卻、后處理并得到盤(pán)條成品， 其中，以重量百分比計(jì)，所述盤(pán)條成品包括以下化學(xué)成分C :0. 63 O. 68%, Si O. 15 O. 30%,Mn 0. 95 L 15%,P≤0. 018%,S≤0. 016%,Cr ≤0. 15%,Ni ≤ O. 15%,Cu ≤O. 10%, Mo ≤ O. 02%, Ti ≤O. 01%, Als ≤ O. 015% 以及余量的 Fe 和不可避免的雜質(zhì)； 在所述加熱連鑄坯的步驟中，控制預(yù)熱段溫度為780 820°C、預(yù)熱時(shí)間為35 50分鐘，加熱段溫度為960 1000°C、加熱時(shí)間為35 50分鐘，均熱段溫度為1010 1050°C、均熱時(shí)間為30 40min,并且控制爐內(nèi)氣氛為弱還原性氣氛； 在所述高溫軋制成盤(pán)條的步驟中，控制開(kāi)軋溫度為960 1000°C，并且精軋機(jī)組及減定徑機(jī)組采用8+4機(jī)型進(jìn)行軋制，且僅使用前8架精軋機(jī)組和2架減定徑機(jī)組； 在所述吐絲后進(jìn)行軋后控制冷卻的步驟中，控制吐絲溫度為870 890°C，并采用斯太爾摩控冷線進(jìn)行盤(pán)條的軋后控制冷卻，控制盤(pán)卷在珠光體相變前的冷速為13 15°C /s，珠光體相變溫度控制在660 710°C，相變后冷速為4 5°C /s，使冷卻后、后處理前的盤(pán)條表面溫度小于或等于300°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的65Mn彈簧鋼盤(pán)條的生產(chǎn)工藝，其特征在于，在所述加熱連鑄坯的步驟中，控制所述預(yù)熱段的中間測(cè)溫點(diǎn)溫度為790 810°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的65Mn彈簧鋼盤(pán)條的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述高溫軋制成盤(pán)條的步驟包括使連鑄坯依次通過(guò)粗軋機(jī)組、中軋機(jī)組、精軋機(jī)組及減定徑機(jī)組形成盤(pán)條的步驟，其中，控制盤(pán)條進(jìn)入精軋機(jī)組入口的溫度為860 880°C，控制盤(pán)條進(jìn)入減定徑機(jī)組入口的溫度為860 880°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的65Mn彈簧鋼盤(pán)條的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述盤(pán)條成品的公稱直徑為6. 5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的65Mn彈簧鋼盤(pán)條的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述盤(pán)條成品的一邊總脫碳層深度不大于盤(pán)條成品公稱直徑的I. 5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的65Mn彈簧鋼盤(pán)條的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述盤(pán)條成品的金相組織中主要為細(xì)珠光體，索氏體的含量不少于85 %。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的65Mn彈簧鋼盤(pán)條的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述盤(pán)條成品的實(shí)測(cè)屈服強(qiáng)度RtleL≥795MPa、實(shí)測(cè)抗拉強(qiáng)度Rtlm≥990MPa、伸長(zhǎng)率A≥12. 5%、斷面收縮率Z ≥ 32%。
8.—種65Mn彈簧鋼盤(pán)條，其特征在于，所述盤(pán)條根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項(xiàng)所述的65Mn彈簧鋼盤(pán)條的生產(chǎn)工藝制成。
全文摘要
本發(fā)明運(yùn)用了高線機(jī)組的設(shè)備優(yōu)勢(shì)，精軋及減定徑機(jī)組采用8+4機(jī)型且僅使用前8架精軋機(jī)及2架減定徑機(jī)組、通過(guò)優(yōu)化軋制前的加熱制度、控制軋制、控制冷卻工藝，降低甚至消除了盤(pán)條表面脫碳，提高了成品彈簧的疲勞壽命；減少了氧化鐵皮量，提高了金屬收得率；改善了金相組織并獲得高索氏體率，使其具備取消拉拔前期鉛淬火工序的條件，降低了生產(chǎn)加工成本，達(dá)到優(yōu)化65Mn彈簧鋼用熱軋盤(pán)條的金相組織及綜合性能的目的。本發(fā)明試制生產(chǎn)出的Φ6.5mm的65Mn彈簧鋼用熱軋盤(pán)條的高倍組織質(zhì)量和力學(xué)性能達(dá)到了傳統(tǒng)65Mn彈簧鋼經(jīng)鉛淬火后的水平，能夠滿足下游用戶取消拉拔前期鉛淬火的條件，可為用戶減少加工工序，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C22C38/06GK102912101SQ20121039890
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者李義長(zhǎng), 張穎剛, 蒲勇, 趙如龍, 王洪利, 樊毅, 劉志軍, 李榮華, 楊旭 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)成都鋼釩有限公司