[发明专利]一种高强度紧固件用深冲纯铁及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁生产技术领域，涉及一种高强度紧固件用深冲纯铁及其生产方法。

背景技术

深冲纯铁的主要特点为材质软、塑性好，在大变形加工时不易开裂。一般用于生产变形量较大的铆钉加工，其母材强度要求较低，起到美观装饰、低强度锚固的效果，广泛应用在箱包、童车、桌椅等方面。

深冲纯铁一般要求盘条母材的冷镦性能，对母材强度没有要求，按照正常控制，纯铁的强度只有280Mpa左右。但近期下游企业提出了一种家具用途的紧固件纯铁需求，其中提出采用Φ6.5mm规格盘条生产，盘条母材强度需满足340±20Mpa、冷顶锻1/3合格的需求。用户使用国内盘条发现无法达到既满足抗拉强度，又具备大变形量的要求，而若采用进口材料，用户成本会增加，同时无法保证货源的稳定性，因此亟需国内钢厂开发新型材料满足其需要。

为此分析了用户的使用要求，其对盘条母材性能提出要求主要有：抗拉强度为340±20Mpa，冷顶锻1/3合格；该强度在纯铁钢种范畴属于高强度控制范围，正常纯铁不能达到如此的高强度。因此我们针对性对该纯铁材料进行了分析，并从成分、夹杂物控制、控轧控冷、金相组织等方面对钢种进行了设计优化。纯铁钢种工艺一般采用转炉-RH炉-连铸的工艺，邢钢依据现有设备合理的组织工艺路线，采用了转炉-LF炉-RH炉-连铸-开坯-控轧控冷的精品钢二火成材的工艺路线，开发了高强度纯铁盘条，满足了下游企业抗拉强度为340±20Mpa的深冲纯铁钢种需求。

发明内容

本发明目的是利用转炉、LF炉、RH炉、连铸、开坯、控轧控冷的工艺路线生产抗拉强度为340±20Mpa，冷顶锻1/3合格深冲纯铁类盘条，使其具备易于拉拔且强度较高、塑性良好的盘条产品，满足用户对于纯铁紧固件方面的需求。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种高强度紧固件用深冲纯铁，所述深冲纯铁化学成分质量百分比如下：C：0.015～0.025%，Si≤0.03%，Mn≤0.15%，Ti：0.06～0.08%，Al:0.03-0.05%，P≤0.015%，S≤0.015%，余量为Fe和不可避免的杂质。

一种高强度紧固件用深冲纯铁的生产方法，高炉铁水经过转炉冶炼、LF炉精炼、RH炉精炼、连铸、控轧控冷、集卷工序，得到所述深冲纯铁，具体工艺过程如下：

（1）转炉冶炼：高炉铁水进行脱硫处理后，兑入复吹转炉冶炼，出钢后加入铝块脱氧，顶渣加入石灰2.0-3.5kg/T；

（2）LF炉精炼：LF进站后，渣料加入量如下：石灰2.0-4.0kg/T，并使用碳化钙、铝粒造渣；并升温至1650～1680℃，顶渣颜色以白色或淡绿色为主，渣中FeO与MnO质量之和≤1.0%，钢水离站氧≤50ppm；

（3）RH炉精炼：将钢水吊至RH炉，预抽真空并进行吹氧强制脱碳操作，在吹氧强制脱碳处理完毕，使用铝粒脱氧，加入碳粉0.15-0.20kg/t、钛铁1.3-1.6kg/t进行合金成分调整；

（4）连铸：RH炉，离站前进行钙处理及软吹8min后，吊至连铸机浇铸成大方坯；

中包钢水中成分的质量百分比：C：0.015～0.025%，Si≤0.03%，Mn≤0.15%，Ti：0.06～0.08%，Al:0.03-0.05%，P≤0.015%，S≤0.015%，余量为Fe和不可避免的杂质；

（5）控轧控冷：大方坯开坯后，进入加热炉升温至1070～1090℃，出炉钢坯进行高压水除磷，进入高速轧机轧制；轧制过程进精轧温度为880±15℃，吐丝温度为910±10℃，再经集卷工序，得到所述深冲纯铁。

本发明所述步骤（5）控轧控冷工序中，轧制后的钢坯进入斯太尔摩冷却线，调节风冷线保温罩开启数量和风机开度，吐丝后盘条相变前段冷却速率为1.5～2.0℃/s。

本发明所述步骤（3）RH炉精炼工序中，所述预抽真空并进行吹氧强制脱碳中，控制参数为：残氧量控制在300-450ppm；铝粒脱氧后，控制离站钢水氧含量≤15ppm。

本发明所述步骤（3）RH炉精炼工序中，吹氧强制脱碳操作结束后，采用全泵抽真空处理，真空度≤150pa，控制脱碳环流时间10-15min。

本发明所述步骤（3）RH炉精炼工序中，所述加入碳粉、钛铁进行合金成分调整，使得钢水中C：0.015～0.025%，Ti：0.06～0.08%；同时离站钙处理，控制Ca：25-45ppm。

本发明所述步骤（3）RH炉精炼工序中，所述RH环流时间10-15min。