[发明专利]一种耐-40℃冲击高强度螺栓用圆钢的生产方法

说明书

一种耐‑40℃冲击10.9级高强度螺栓用圆钢的生产方法，包括如下步骤：(1)采用铁水和废钢作为原料，利用超高功率偏心底式电炉进行冶炼，(2)将物料利用LF精炼炉进行精炼，(3)利用VD真空炉脱气，并喂入包芯线和B铁，(4)采用弧形连铸机进行连铸处理，(5)步进式加热炉进行钢坯加热，(6)轧钢，(7)控制冷却，(8)缓冷，(9)热处理。本发明在生产≤φ30mm的风电螺栓用钢上较42CrMoA最少可降低330元/吨的生产成本。

技术领域

本发明涉及圆钢生产技术领域，尤其涉及一种低成本小规格耐-40℃冲击10.9级高强度螺栓免退火冷拔用圆钢生产方法。

背景技术

近年来，随着我国风电、机械、建筑、轻工业等各个行业的高速发展，对制造各类紧固件(如螺栓、螺母等)等零件使用的材料提出了更高的要求。要求强度更高，冲击韧性更好。目前用CrMo类钢材进行热处理调质后生产10.9级螺栓已经普遍使用，发明人在此之前也申请过超高强度螺栓用圆钢生产方法，以生产抗拉强度要求＞1400MPa、用在14.9级超高强度螺栓上的圆钢；但CrMo类钢材由于合金含量高，特别是Mo元素的加入导致其生产成本普遍偏高，而且CrMo钢属于贝氏体钢，热轧状态就出现大量的贝氏体，导致螺栓加工过程增加退火工序，以降低钢材硬度才能进行冷拔，用以保证尺寸精度。

因此，开发一种低成本的适用于φ16-φ30mm规格10.9级高强度螺栓用钢，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力，这正是本发明得以完成的动力所在和基础。

发明内容

为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本发明人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本发明。

具体而言，本发明所要解决的技术问题是：提供一种低成本小规格10.9级耐-40℃冲击高强度螺栓免退火冷拔用圆钢生产方法，解决产品淬透性差的问题，以及40Cr不耐低温冲击问题，为此对产品的成分进行重新设计采用对传统的中碳铬钢添加按质量分数计算0.0008-0.0035％B的冶炼成分设计。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种耐-40℃冲击10.9级高强度螺栓用圆钢的生产方法，包括如下步骤：(1)采用铁水和废钢作为原料，利用超高功率偏心底式电炉进行冶炼，(2)将物料利用LF精炼炉进行精炼，(3)利用VD真空炉脱气，并喂入包芯线和B铁，(4)采用弧形连铸机进行连铸处理，(5)步进式加热炉进行钢坯加热，(6)轧钢，(7)控制冷却，(8)缓冷，(9)热处理。

本发明中，作为一种优选的技术方案，步骤(1)的具体工艺为：电炉冶炼过程中采用60％～75％的铁水+废钢的原料配比(铁水重量占比为60％～75％，铁水的主要成分是碳含量4.5％-4.9％、硅含量0.3-0.6％、锰含量0.3-0.7％，磷含量≤0.130％，其余的都为铁)摸索进行电炉冶炼，出钢控制C含量wt≥0.10％，出钢P含量wt≤0.015％；钢芯铝2.0kg/t强脱氧，铁合金料、(含碳量＞90wt％的)增碳剂、渣料随后加入包中，出钢后期采用0.3～0.4MPa进行氩气强搅拌，以均匀温度和成分，并促进脱氧产物上浮。

本发明中，作为一种优选的技术方案，步骤(2)的具体工艺为：精炼炉前期用电石和碳化硅扩散脱氧，尽快形成稳定白渣，白渣的二元碱度R控制在5.0～7.0，化学成分设计目标：C、Si含量wt分别按0.38～0.43％、0.23～0.27％控制；Mn、Cr含量wt分别按0.60-0.80％、0.90-1.10％目标值控制；P、S含量wt：≤0.015％；Al含量wt：≥0.015％。

本发明中，作为一种优选的技术方案，步骤(3)的具体工艺为：在1660±10℃、真空度小于67Pa下保持15min以上进行VD真空脱气处理，处理结束后喂入1.5～2.5m/t钢CaSi包芯线，然后按照喂入钛线含量wt按≥0.020％，然后加入硼铁，使得钢铁最终产品的硼含量wt按0.0008-0.0035％，浇铸前氩气软搅拌8～15min。