[发明专利]一种高品质40Cr合金结构钢热轧圆盘条的制备方法

说明书

本发明公开了一种高品质40Cr合金结构钢热轧圆盘条的制备方法，包括以下步骤：A、铁水预处理脱硫；B、钢水冶炼；C、脱氧合金化；D、钢水LF炉精炼；E、钢水VD炉真空精炼；F、钢水浇铸；G、钢坯加热；H、控轧控冷。本发明生产的高品质40Cr合金结构钢热轧圆盘条钢质洁净度高、夹杂物少，具有高强度及优异的塑韧性和冷镦加工变形能力，满足高级别紧固件的生产需求，钢中气体含量及夹杂物显著降低。

技术领域

本发明属于钢铁冶金及黑色金属压力加工技术领域，具体涉及一种高品质40Cr合金结构钢热轧圆盘条的制备方法。

背景技术

40Cr合金结构钢是机械制造业使用最为广泛的钢种之一，加工性能和机械性能良好，具有较好的低温冲击韧性、塑性、耐磨性和低的缺口敏感性，广泛应用于制作家用电器、办公用品、汽车、摩托车和机床等设备的齿轮、主轴、曲轴、偏心轴、油泵转子、滑块、蜗杆、套环、套筒、销子、连杆、螺钉、螺帽、进气阀等零件的制造。用40Cr制作的零部件加工制作工艺复杂，且一般都为机械设备的重要部位，往往需要承受多种载荷的综合作用，因此对钢材有特殊质量要求，要求成分均匀稳定、有害元素低、钢质纯净度高，具有良好的内在、表面质量及加工工艺性能。目前国内40Cr合金结构钢热轧圆盘条大多采用“转炉+LF炉+连铸+高速线材轧机”生产，钢中气体含量和夹杂物相对较高，氧含量>35ppm，氮含量>50ppm，氢含量>2ppm，非金属夹杂物大多为0.5-1.5级；此外，钢的显微组织结构及配比未达到最优化，导致钢的塑韧加工变形能力有限，制约了40Cr合金结构钢在高级别紧固件领域的应用。

目前国内已有40Cr合金结构钢生产的专利和论文研究报道，但钢中有害元素、夹杂物及气体含量相对较高、断面收缩率及1/3顶锻合格率较低，制约了40Cr合金结构钢在高级别紧固件领域的应用。为进一步改善40Cr合金结构刚热轧圆盘条的塑韧性和冷镦加工变形能力，急需开发一种高品质40Cr合金结构钢热轧圆盘条。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高品质40Cr合金结构钢热轧圆盘条的制备方法。

本发明的目的是这样实现的，包括以下步骤：

A、铁水预处理脱硫：将高炉铁水运至KR法铁水预处理装置进行脱硫处理，搅拌头插入深度控制为2000~2200mm，按12.0～14.0 kg/t钢的量，加入CaO质脱硫剂进行脱硫处理，搅拌时间控制为6分钟；搅拌结束后进行扒后渣操作，保证钢包内铁水面裸露≥4/5，扒净脱硫渣，得到预处理后的铁水；

B、钢水冶炼：将A步骤得到的预处理后的铁水、优质废钢加入LD转炉中，进行顶底复合吹炼，分别按35.0～40.0kg/t钢、20.0～25.0kg/t钢、1.0～3.0kg/t钢的加入量，加入活性石灰、轻烧白云石、菱镁球造渣，控制终点碳含量≥0.10wt%，出钢温度≤1650℃；出钢前向钢包底部加入活性石灰进行渣洗，石灰加入量为2.0kg/t钢；出钢时采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为20～30NL/min；

C、脱氧合金化：将B步骤冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱氧合金化顺序：硅钙钡→高碳铬铁→高碳锰铁→增碳剂，依次向钢包中加入下列物质：按3.1～4.8kg/t钢的量，加入硅钙钡合金；按15.4～18.9kg/t钢的量，加入高碳铬铁；按6.4～9.1kg/t钢的量，加入高碳锰铁；按1.1kg/t钢的量，加入增碳剂；在钢包钢水量达到3/4时加完；出钢完毕后，将钢水吊送至LF精炼炉进行精炼处理；