專利名稱：一種65Mn彈簧鋼盤條的生產工藝及65Mn彈簧鋼盤條的制作方法
技術領域：
本發明屬于冶金領域，涉及一種盤條的生產工藝，更具體地講，涉及一種65Mn彈簧鋼盤條的生產工藝及根據該生產工藝所獲得的65Mn彈簧鋼盤條。
背景技術：
彈簧鋼盤條兼具高碳及低合金鋼的特點，是用于制作普通彈簧鋼絲、油淬火-回火彈簧鋼絲、汽車和農用車減震器彈簧、其它機械彈簧等金屬制品的重要原料，是一種附加值高的產品，市場需求量大。而65Mn鋼是目前市場上最主要的彈簧用鋼之一，也是西南地區目前用量較大的彈簧用鋼之一。彈簧主要作用是儲存彈性應變能和減輕震動與沖擊。由于彈簧一般在動負荷(反復彎曲應力或反復扭轉應力)的條件下使用，故要求彈簧鋼必須有高的彈性極限Ce、高的·屈服強度Os、抗拉強度ob、高的屈強比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、強度較高等優點，用于制造彈簧，應用廣泛。因此，彈簧鋼盤條要求就有具有高的抗拉強度和疲勞壽命。65Mn彈簧鋼盤條在后續加工過程中還要進行表面除鱗、冷拔、熱處理等工藝，所以對其表面質量有較高要求。65Mn彈簧鋼盤條要求具有高的潔凈度和成分均勻性，須嚴格控制表面脫碳，要求均勻的組織及性能，否則會引起盤條的通條性能不均勻，造成斷絲率偏高，影響產品的后續加工工藝性能。傳統的65Mn彈簧鋼盤條采用常規軋制，成品表面脫碳嚴重、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，且生產成本較高。由此獲得的彈簧鋼盤條在拉拔過程中需要進行鉛淬火才能獲得索氏體組織，從而得到較好的綜合力學性能，即抗拉強度Rm彡1050MPa,斷面收縮率Z彡36%，具備此金相組織和力學性能的65Mn彈簧鋼盤條，在繞制彈簧時不易斷絲且彈簧的疲勞壽命長，彈簧綜合力學性能好。由于彈簧的受力特點和工作特點，彈簧鋼表面脫碳會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條表面脫碳的重要因素。因此，需要研究一種新的生產工藝，達到優化65Mn彈簧鋼盤條的金相組織及綜合性能的目的。

發明內容
針對現有技術中存在的不足，本發明的目的之一在于解決上述現有技術中存在的一個或多個問題。本發明的目的在于提供一種能夠降低甚至消除盤條表面脫碳、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條的強度和塑性使其具備取消拉拔前期鉛淬火工序的條件，從而降低生產加工成本的65Mn彈簧鋼盤條的生產工藝及根據該生產工藝所獲得的65Mn彈簧鋼盤條。為了實現上述目的，本發明的一方面提供了一種65Mn彈簧鋼盤條的生產工藝，所述生產工藝包括以下工序原料準備、冶煉鋼水、連鑄成坯、加熱連鑄坯、高溫軋制成盤條、吐絲后進行軋后控制冷卻、后處理并得到盤條成品，其中，以重量百分比計，所述盤條成品包括以下化學成分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；在所述加熱連鑄坯的步驟中，控制預熱段溫度為780 820°C、預熱時間為35 50分鐘，加熱段溫度為960 1000°C、加熱時間為35 50分鐘，均熱段溫度為1010 1050°C、均熱時間為30 40min，并且控制爐內氣氛為弱還原性氣氛；在所述高溫軋制成盤條的步驟中，控制開軋溫度為960 1000°C，并且精軋機組及減定徑機組采用8+4機型進行軋制，且僅使用前8架精軋機組和2架減定徑機組；在所述吐 絲后進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行盤條的軋后控制冷卻，控制斯太爾摩輥道速率分別為，控制盤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、后處理前的盤條表面溫度小于或等于300°C。根據本發明的65Mn彈簧鋼盤條的生產工藝的一個實施例，在所述加熱連鑄坯的步驟中，控制所述預熱段的中間測溫點溫度為790 810°C。根據本發明的65Mn彈簧鋼盤條的生產工藝的一個實施例，所述高溫軋制成盤條的步驟包括使連鑄坯依次通過粗軋機組、中軋機組、精軋機組及減定徑機組形成盤條的步驟，其中，控制盤條進入精軋機組入口的溫度為860 880°C，控制盤條進入減定徑機組入口的溫度為860 880°C。根據本發明的65Mn彈簧鋼盤條的生產工藝的一個實施例，所述盤條成品的公稱直徑為6. 5mm。根據本發明的65Mn彈簧鋼盤條的生產工藝的一個實施例，所述盤條成品的一邊總脫碳層深度不大于盤條成品公稱直徑的I. 5%。根據本發明的65Mn彈簧鋼盤條的生產工藝的一個實施例，所述盤條成品的實測屈服強度RcieL彡795MPa、實測抗拉強度Rtlm彡990MPa、伸長率A彡12. 5%、斷面收縮率Z 彡 32%。本發明的另一方面提供了一種65Mn彈簧鋼盤條，所述盤條根據上述65Mn彈簧鋼盤條的生產工藝制成。本發明與現有技術相比，運用了高線機組的設備優勢，高溫軋制成盤條采用8+4機型的精軋減定徑機組，且僅使用前8架精軋機和2架定徑機組，既保證生產穩定性又降低了生產能耗，還解決了行業內同機型生產線在減定徑機組中減徑機組出現設備故障或沒有備件情況下就須停產的問題。通過優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條的強度和塑性使其具備取消拉拔前期鉛淬火工序的條件，降低了生產加工成本，達到優化65Mn彈簧鋼用熱軋盤條的金相組織及綜合性能的目的。


圖IA和圖IB是本發明實施例中65Mn彈簧鋼盤條的樣品一的高倍檢驗金相組織示意圖。圖2A和圖2B是本發明實施例中65Mn彈簧鋼盤條的樣品二的高倍檢驗金相組織示意圖。圖3A和圖3B是本發明實施例中65Mn彈簧鋼盤條的樣品三的高倍檢驗金相組織示意圖。
具體實施例方式在下文中，將結合示例性實施例來詳細說明本發明的65Mn彈簧鋼盤條的生產工藝及65Mn彈簧鋼盤條。根據本發明的65Mn彈簧鋼盤條的生產工藝的示例性實施例，所述生產工藝包括以下工序原料準備、冶煉鋼水、連鑄成坯、加熱連鑄坯、高溫軋制成盤條、吐絲后進行軋后 控制冷卻、后處理并得到盤條成品，其中，以重量百分比計，所述盤條成品包括以下化學成分 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；在所述加熱連鑄坯的步驟中，控制預熱段溫度為780 820°C、預熱時間為35 50分鐘，加熱段溫度為960 1000°C、加熱時間為35 50分鐘，均熱段溫度為1010 1050°C、均熱時間為30 40min，并且控制爐內氣氛為弱還原性氣氛；在所述高溫軋制成盤條的步驟中，控制開軋溫度為960 1000°C，并且精軋機組及減定徑機組采用8+4機型進行軋制，且僅使用前8架精軋機組和2架減定徑機組；在所述吐絲后進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行盤條的軋后控制冷卻，控制盤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、后處理前的盤條表面溫度小于或等于300。。。本實施例中，本發明主要在加熱連鑄坯、軋制、軋后冷卻等步驟中對具體工藝進行了改進，有效地優化了 65Mn彈簧鋼盤條的組織和性能，簡化了工藝程序并減低了生產成本。根據本發明，在加熱連鑄坯的步驟中，控制預熱段溫度為780 820°C、預熱時間為35 50分鐘，加熱段溫度為960 1000°C、加熱時間為35 50分鐘，均熱段溫度為1010 1050°C、均熱時間為30 40min。并且控制爐內氣氛為弱還原性氣氛，最終使連鑄坯的上下面溫差、全長溫差均不超過30°C。優選地，預熱段的中間測溫點是預熱段靠近加熱段的區域，該區域溫度會受加熱段溫度輻射而增高，為了保證預熱段時間，須控制預熱段的中間測溫點溫度為790 810°C。控制加熱段及均熱段的溫度和加熱時間，可以有效保證開軋溫度，如果這兩段區域的加熱溫度過低或加熱時間過短，將無法保證開軋溫度或使連鑄坯的溫度不均勻；若溫度高了或加熱時間長了，將增加坯料的燒損和表面脫碳影響鋼坯質量，并造成原始奧氏體晶粒的粗大降低其強度及塑韌性。而要保證加熱段和均熱段的溫度和時間，需合理設計預熱段溫度及加熱時間，如果預熱段溫度低了或加熱時間短了將使接下來的加熱段溫度不夠或鋼坯內外溫度不均，如果預熱段溫度高了將增加坯料內部應力增加裂紋缺陷產生的機率，如果預熱段加熱時間長了降低軋鋼節奏影響生產效率。表面脫碳是高碳鋼常出現的缺陷，為了減少脫碳，經多組加熱爐爐內數據分析得出采用弱還原性氣氛可有效控制脫碳，加熱爐內具體氣體含量控制如表I所示。表I加熱爐內具體氣體含量
權利要求
1.一種65Mn彈簧鋼盤條的生產工藝，其特征在于，所述生產工藝包括以下工序 原料準備、冶煉鋼水、連鑄成坯、加熱連鑄坯、高溫軋制成盤條、吐絲后進行軋后控制冷卻、后處理并得到盤條成品， 其中，以重量百分比計，所述盤條成品包括以下化學成分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； 在所述加熱連鑄坯的步驟中，控制預熱段溫度為780 820°C、預熱時間為35 50分鐘，加熱段溫度為960 1000°C、加熱時間為35 50分鐘，均熱段溫度為1010 1050°C、均熱時間為30 40min,并且控制爐內氣氛為弱還原性氣氛； 在所述高溫軋制成盤條的步驟中，控制開軋溫度為960 1000°C，并且精軋機組及減定徑機組采用8+4機型進行軋制，且僅使用前8架精軋機組和2架減定徑機組； 在所述吐絲后進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行盤條的軋后控制冷卻，控制盤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、后處理前的盤條表面溫度小于或等于300°C。
2.根據權利要求I所述的65Mn彈簧鋼盤條的生產工藝，其特征在于，在所述加熱連鑄坯的步驟中，控制所述預熱段的中間測溫點溫度為790 810°C。
3.根據權利要求I所述的65Mn彈簧鋼盤條的生產工藝，其特征在于，所述高溫軋制成盤條的步驟包括使連鑄坯依次通過粗軋機組、中軋機組、精軋機組及減定徑機組形成盤條的步驟，其中，控制盤條進入精軋機組入口的溫度為860 880°C，控制盤條進入減定徑機組入口的溫度為860 880°C。
4.根據權利要求I所述的65Mn彈簧鋼盤條的生產工藝，其特征在于，所述盤條成品的公稱直徑為6. 5mm。
5.根據權利要求I所述的65Mn彈簧鋼盤條的生產工藝，其特征在于，所述盤條成品的一邊總脫碳層深度不大于盤條成品公稱直徑的I. 5%。
6.根據權利要求I所述的65Mn彈簧鋼盤條的生產工藝，其特征在于，所述盤條成品的金相組織中主要為細珠光體，索氏體的含量不少于85 %。
7.根據權利要求I所述的65Mn彈簧鋼盤條的生產工藝，其特征在于，所述盤條成品的實測屈服強度RtleL≥795MPa、實測抗拉強度Rtlm≥990MPa、伸長率A≥12. 5%、斷面收縮率Z ≥ 32%。
8.—種65Mn彈簧鋼盤條，其特征在于，所述盤條根據權利要求I至8中任一項所述的65Mn彈簧鋼盤條的生產工藝制成。
全文摘要
本發明運用了高線機組的設備優勢，精軋及減定徑機組采用8+4機型且僅使用前8架精軋機及2架減定徑機組、通過優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，降低了生產加工成本，達到優化65Mn彈簧鋼用熱軋盤條的金相組織及綜合性能的目的。本發明試制生產出的Φ6.5mm的65Mn彈簧鋼用熱軋盤條的高倍組織質量和力學性能達到了傳統65Mn彈簧鋼經鉛淬火后的水平，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，降低生產成本。
文檔編號C22C38/06GK102912101SQ20121039890
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月19日 優先權日2012年10月19日
發明者李義長, 張穎剛, 蒲勇, 趙如龍, 王洪利, 樊毅, 劉志軍, 李榮華, 楊旭 申請人:攀鋼集團成都鋼釩有限公司