[发明专利]一种晶粒细化的冷镦钢及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，涉及一种晶粒细化的冷镦钢及其生产工艺。

背景技术

冷镦钢材料由于其冷加工成型性能优良，目前在机械加工行业已采用冷拔工艺代替了传统的热轧材冷切削工艺，此类新工艺主要优点有：省掉大量工时、生产效率得到较大提高；同时可以节约大量能源，从而减轻对环境的污染；此外材料的金属消耗率可以降低20％左右，符合清洁生产、节约资源型企业生产的要求；而且所得到的产品尺寸精度比较高，产品的表面光洁度良好，是近几年来兴起的发展迅速的机加工工艺，由冷镦钢材料生产出来的紧固件产品用途十分广泛，采用冷镦成型制造各种机械标准件和紧固件，如铆钉、螺钉、销钉、螺栓、自攻螺钉等紧固件和各种零配件。目前主要用于家用电器、电子产品、自行车、电动车、摩托车、汽车、船舶工艺、设备制造、工具制造、机械制造、铁路、城市轨道建设、建筑等行业。

随着现代工业的快速发展，对冷镦钢的要求越来越高，同时冷加工能使材料局部产生显著的变形，为了防止产生废品，保证生产过程顺利进行及稳定产品质量，冷镦用钢必须具有足够的塑性，良好的表面质量，良好的钢水纯净度和均匀的组织等性能。

SWRCH35K属于一种用途广泛、性能要求较高的冷镦钢，适用于生产8.8-10.9级高强度螺栓、螺母、法兰螺栓、内六角螺栓，为满足使用要求，SWRCH35K需要有较高的冷顶锻性能，目前国内生产的SWRCH35K只能做到1/2冷顶锻合格，很难保证1/3冷顶锻合格，因此如何提高SWRCH35K的冷顶锻性能已 经成为行业的一大难点。

发明内容

针对SWRCH35K现有技术上存在的缺点，本发明的目的是提出一种晶粒细化的冷镦钢(SWRCH35K-Ti)及其生产工艺，与SWRCH35K相比有较近C含量、Si含量、Mn含量，加入Al、Ti元素，充分细化晶粒，并促使组织的均匀性，且通过提高钢水纯净度，最终达到改善其冷顶锻性能的目的。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

1、一种晶粒细化的冷镦钢，其特征在于：该冷镦钢按重量百分比其成分为：C 0.32～0.38％、Si 0.10～0.35％、Mn 0.60～0.90％、Cr≤0.20％、P≤0.030％、S≤0.035％、Ni≤0.20％、Al 0.010～0.040％、Ti 0.050～0.080％、Cu≤0.30％，余量是Fe和不可避免的杂质。

优选的，该冷镦钢按重量百分比其成分为：C 0.33～0.37％、Si 0.10～0.25％、Mn 0.70～0.90％、Cr≤0.10％、P≤0.020％、S≤0.015％、Ni≤0.10％、Al 0.015～0.035％、Ti 0.055～0.075％、Cu≤0.10％，余量是Fe和不可避免的杂质。

2、一种晶粒细化的冷镦钢的生产工艺，其特征在于：该工艺包括转炉冶炼、LF精炼、软吹工艺、连铸和轧制工序，其工艺流程为：

(1)转炉冶炼钢铁原料采用低P铁水(要求铁水P≤0.090％)和干净、干燥的优质废钢，严格控制转炉装入量，要求铁水加入量118～120吨，废钢12～14吨；

(2)转炉冶炼过程全程底吹采用优钢模式(全程底吹氩气)，防止底吹N气带来的钢水增N；

(3)转炉终点碳含量控制在0.08-0.25％，防止钢水过氧化出钢，转炉采 用滑板机构控制出钢，防止下氧化渣。

(4)转炉出钢时按先后顺序依次加入电石、低氮增碳剂、高碳铬铁、高碳锰铁、低铝硅铁、精炼渣(600千克/炉)、石灰(500千克/炉)，转炉出钢过程不用铝，防止出钢钢水裸露时加入铝饼，导致钢水吸氮。转炉出钢后钢水进入炉后氩站，并喂入适量Al线，确保进LF炉初样Al不低于0.025％。

其中，转炉出钢过程用电石代替铝来脱氧，待钢水进入氩站后再喂入Al线对钢水进行预脱氧，这样可以防止在出钢过程加入铝会造成钢水吸氮，如果钢水中氮含量过高，在精炼过程加入的钛铁与N反应生成TiN夹杂，影响钢水纯净度，同时氩站用铝可以用铝时机提前，进行钢水预脱氧的同时也可以使产生的脱氧产物有足够时间上浮。

(5)控制精炼时间35-55分钟，LF精炼过程根据炉渣情况按1:1的比例增加适量的石灰与精炼渣，LF炉送电过程控制好送电电流，防止电流过大造成的钢水裸露，带来钢水的吸氮。