[发明专利]一种解决弹簧钢盘条表面微缺陷的方法

说明书

本发明属于钢铁冶金技术领域，尤其是一种解决弹簧钢盘条表面微缺陷的方法。本发明通过合理的铁水脱硫、转炉冶炼、LF精炼、连铸、铸坯处理、铸坯加热、连轧和线材轧制等条件，在脱氧和脱碳过程中的严格控制，实现了表面缺陷的改善。

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，尤其是一种解决弹簧钢盘条表面微缺陷的方法。

背景技术

弹簧钢由于工作环境特殊，所以对其性能要求也高，比如，较高的弹性极限、优良的弹性减退抗力以及较高的屈强比。为防止材料在高频次的交变应力下发生疲劳断裂，要求弹簧具有较高的疲劳强度和足够的塑韧性。60Si2Mn是国内目前使用最为广泛的弹簧钢品种之一，其用量占弹簧钢总量的50～60％。在目前的工业生产条件下，对绝大部分弹簧钢而言，其表面脱碳问题不可避免。

普通弹簧钢盘条一般采用强脱氧方式脱氧，尽量降低盘条的全氧含量，进而减少氧化物夹杂尺寸和数量。但是采用这种方法脱氧后，在盘条上存在直径30um以上的氧化物夹杂，且这种氧化物夹杂不具有变形性，在变形过程中易于与基体交界处形成裂纹，导致过早失效。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种解决弹簧钢盘条表面微缺陷的方法，主要解决的是现有技术中的脱碳和脱氧的技术问题。

60Si2Mn弹簧钢是应用广泛的硅锰弹簧钢，强度、弹性和淬透性较55Si2Mn稍高。60Si2Mn弹簧钢工业上制作承受较大负荷的扁形弹簧或线径在30mm以下的螺旋弹簧、也适于制作工作温度在250℃以下非腐蚀介质中的耐热弹簧以及承受交变负荷及在高应力下工作的大型重要卷制弹簧以及汽车减震系统等。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种解决60Si2Mn弹簧钢盘条表面微缺陷的方法，包括铁水脱硫、转炉冶炼、LF精炼、连铸、铸坯处理、铸坯加热、连轧和线材轧制，其生产步骤如下：

1)铁水脱硫：采用喷镁粉脱硫工艺，控制出站铁水硫含量[S]≤0.005wt％；

2)转炉冶炼：转炉冶炼采用高碳出钢，转炉终点碳含量不低于0.3％，所得钢包钢水到达氩站吹氩不低于5min，然后转炉炉后采用硅锰脱氧；

3)LF精炼：加入活性石灰、萤石调整渣碱度，精炼过程吹氩搅拌钢水，确保钢水温度均匀和C、Si、Mn、Cr、Nb等元素均匀分布，精炼过程温度1200-1300℃，时间20-35分钟；精炼终点钢液氧活度控制在(20-40)×10^-6之间，钢液酸溶铝含量控制在0.0010％-0.0020％之间，同时要求钢液的钛含量不大于0.0015％；精炼后进行RH真空处理，真空度≤100Pa，处理时间大于20min，保证钢水氢含量小于2.0PPm，避免出现白点缺陷导致过早疲劳断裂；

4)连铸：采用大方坯连铸，中间包钢水过热度不大于25℃，通过低过热度浇注；中包保护渣采用碱性保护渣，连铸温度为1250-1380℃，拉速0.8m/min-1.0m/min之间，为使弹簧钢晶粒细小，降低表面脱碳层深度，铸坯轧制时要保证有足够的压缩比，因此，铸坯截面尺寸应大于等于160*160mm；

5)铸坯处理：为消除铸坯表面质量缺陷，对铸坯抛丸处理；

6)铸坯加热：一加热段炉温900～1050℃；二加热段炉温1050～1100℃；均热段炉温1100～1150℃；加热段和均热锻的累计加热时间为1～1.4小时，铸坯在炉内停留总时间1.5～2h，铸坯出炉温度950～1050℃；

7)连轧和线材轧制：盘条直径10mm-16mm，吐丝温度860-910℃，盘条索氏体转变过程温度控制在650-700℃，相变时间控制在20-50秒。

步骤3)中，所述渣碱度CaO/SiO₂控制在1.0～4.5。