[发明专利]一种中低碳合金冷镦钢的球化退火方法

说明书

本发明涉及一种中低碳合金冷镦钢的球化退火方法，中低碳合金冷镦钢经酸洗、磷化及皂化处理后进行拉拔变形，经冷拉拔的线材进行球化退火处理，将线材加热至700‑720℃，保温6h，再以5‑10℃/h的速率冷却至680℃，然后再以100℃/h的速率冷却至250‑300℃后保温2h，然后球化后的合金钢丝缓冷后出炉。其通过改进球化退火工艺，得到适度粗化的碳化物粒子分布状态，材料强度降低，塑性增加，综合力学性能显著改善。球化退火后的中低碳合金冷镦钢球化组织良好，不会在后续冷镦过程中开裂；具有工艺简单、效果好等特点。通过控制冷却和温度速度，改变了钢中球化后碳化物颗粒的分布状况，使其更均匀的分布于基体中，分布于晶粒内部，减少碳化物在晶界处的偏聚，从而增强塑性。

技术领域

本发明涉及球化退火技术领域，尤其是涉及一种中低碳合金冷镦钢的球化退火方法。

背景技术

球化退火是使钢中碳化物球化而进行的退火，得到在铁素体基体上均匀分布的球状或颗粒状碳化物的组织。球化退火主要用于共析钢和过共析钢，以获得类似粒状珠光体的球化组织(因不—定是共析成分，故称为球化组织)，从而降低硬度，改善切削加工性能，并为淬火做组织准备。球化组织不仅比片状组织有更好的塑性和韧性，而且硬度稍低。在切削加工具有球化组织的工件时，刀具可以避免切割硬而脆的渗碳体，而在软的铁素体中通过，因而延长了刀具的使用寿命，提高了钢的切削加工性。

现有的技术中，生产8.8级及其以上高强度标准件的原材料通常为热轧态的中碳钢或中低碳合金冷镦钢，在标准件的冷镦工艺生产过程中，原材料往往需要承受较大的总变形量，这就要求原材料具有良好的塑性和尽可能低的硬度。而热轧态的冷镦钢盘条的室温组织为有较高强度和硬度的铁素体和片状珠光体组织，这将不利于标准件冷镦加工过程的进行，容易导致冷镦开裂，降低原料的利用率。

在线材改制过程中，需在冷拉拔后进行球化退火处理，以降低硬度，提升塑性，提高可加工性能。采用现有球化退火工艺得到的产品，强度偏高，塑性偏低，其冷成形件也存在硬度偏高等质量问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种中低碳合金冷镦钢的球化退火方法，其通过改进球化退火工艺，得到适度粗化的碳化物粒子分布状态，材料强度降低，塑性增加，综合力学性能显著改善。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种中低碳合金冷镦钢的球化退火方法，所述中低碳合金冷镦钢经酸洗、磷化及皂化处理后进行拉拔变形，经冷拉拔的线材进行球化退火处理，将线材加热至700-720℃，保温6h，再以5-10℃/h的速率冷却至680℃，然后再以100℃/h的速率冷却至250-300℃后保温2h，然后球化后的合金钢丝缓冷后出炉。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述经冷拉拔的线材的直径在5.5-15mm。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述中低碳合金冷镦钢的化学成分及重量百分含量为：C 0.12％-0.22％、Si 0.15％-0.32％、Mn0.24％-0.55％，Cr≤0.20％，P≤0.03％，S≤0.05％，AI≤0.06％，Ni≤0.25％，Cu≤0.20％，其余为Fe和杂质元素。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述拉拔变形的步骤中，冷拉拔变形一或两个道次。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在进行球化退火处理时，通入氮气，同时打开排气阀，随炉升温至750-780℃，升温时间为150min；中低碳合金冷镦钢在球化退火炉内700-720℃保温6h，恒温过程中向球化退火炉内输送保护气氛。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述氮气输送的流速调节范围为25-30m³/h。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述保护气氛的流速调节范围为12-18m³/h。