專利名稱：一種彈簧鋼線材表面脫碳的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于彈簧鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種彈簧鋼線材表面脫碳的控制方法，特別是一種^SiCr彈簧鋼表面脫碳的控制方法。
背景技術(shù)：
彈簧是十分重要的機(jī)械零件，在國防、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科技以及日常生活中，都得到了廣泛的使用。彈簧鋼的生產(chǎn)發(fā)展水平及質(zhì)量和性能在彈簧制造業(yè)、汽車、機(jī)車、機(jī)械等工業(yè)部門的發(fā)展中，扮演著十分重要的角色。汽車、發(fā)動機(jī)制造業(yè)和鐵路行業(yè)是彈簧鋼的主要用戶。近年來，隨著汽車的輕量化和高性能化，迫切要求提高彈簧鋼的強(qiáng)度，提高彈簧的設(shè)計應(yīng)力。與此同時，隨著國內(nèi)火車運(yùn)行速度的不斷提高，特別是貨車向高速、重載方向發(fā)展，同樣要求提高列車轉(zhuǎn)向架懸掛彈簧的強(qiáng)度，延長疲勞壽命。鑒于此，國內(nèi)外近年來開展了大量的研究工作，以期進(jìn)一步提高彈簧鋼的強(qiáng)度水平和使用壽命。彈簧鋼表面情況對其疲勞性能影響非常大，表面如果存在脫碳組織會嚴(yán)重降低彈簧的疲勞強(qiáng)度和使用壽命。彈簧表面存在0.1 mm的脫碳層時就會明顯影響疲勞性能，如果表面出現(xiàn)全脫碳層，會影響疲勞壽命50%。因此脫碳層深度和形貌的控制是生產(chǎn)高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)彈簧鋼很重要的一個方面。目前關(guān)于彈簧鋼表面脫碳的研究多集中于實(shí)驗(yàn)室研究，研究的鋼種多數(shù)是 BOSi2Mn ；關(guān)于55SiCr的脫碳研究比較少，且都是實(shí)驗(yàn)室研究，研究的主要方向是關(guān)于加熱溫度對其表面脫碳的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提出一種彈簧鋼線材表面脫碳的控制方法，可以使55SiCr彈簧鋼線材表面不產(chǎn)生全脫碳層，局部脫碳層厚度不超過 30Mm。本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是
一種彈簧鋼線材表面脫碳的控制方法，具體按以下步驟進(jìn)行控制 ⑴連鑄坯化學(xué)成分質(zhì)量百分比為C :0. 51 0. 59%, Mn :0. 50 0. 80%, Si :1. 20 1. 60%, Cr 0. 5 0. 8%, Ni ^ 0. 35%, Cu ^ 0. 25%，余量為！^e 及不可避免的雜質(zhì)；
⑵為減少坯料加熱過程中氧化和脫碳層厚度，并保證坯料加熱均勻，加熱爐一段爐溫控制在900 960°C，二段爐溫控制在990 1050°C，均熱段爐溫控制在1050 1100°C，在爐時間90 150min ；
⑶加熱爐均熱段空燃比控制在0. 7 0. 8，預(yù)熱段和均熱段空燃比控制在0. 9 1. 1 ； ⑷線材吐絲溫度控制在810 830°C，為防止冷卻過程中發(fā)生鐵素體脫碳，細(xì)化晶粒并減少產(chǎn)品中鐵素體組織比例，線材吐絲后以8 irC /s的冷速快速冷卻至650 670°C， 然后進(jìn)保溫罩緩冷。本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是前述的彈簧鋼線材表面脫碳的控制方法，連鑄坯化學(xué)成分質(zhì)量百分比為C:0. 52%， Mn :0. 70%, Si :1. 50%, Cr :0. 72%, Ni :0. 35%, Cu :0. 25%, P :0. 0094%, S :0. 0023%，余量為 Fe。前述的彈簧鋼線材表面脫碳的控制方法，連鑄坯化學(xué)成分質(zhì)量百分比為C: 0. 52%, Mn :0. 68%, Si :1. 48%, Cr :0. 70%, Ni :0. 3%, Cu :0. 2%, P :0. 0076%, S :0. 0015%，余量為Fe。前述的彈簧鋼線材表面脫碳的控制方法，連鑄坯化學(xué)成分質(zhì)量百分比為C: 0. 54%, Mn :0. 67%, Si :1. 49%, Cr :0. 69%, Ni :0. 25%, Cu :0. 15%, P :0. 0096%, S :0. 0034%，余量
為Fe。前述的彈簧鋼線材表面脫碳的控制方法，連鑄坯化學(xué)成分質(zhì)量百分比為c: 0. 53%, Mn :0. 69%, Si :1. 47%, Cr :0. 68%, Ni :0. 15%, Cu :0. 125%, P :0. 0098%, S :0. 0014%，余
量為Fe。前述的彈簧鋼線材表面脫碳的控制方法，鑄坯斷面尺寸為150mmX 150mm，產(chǎn)品規(guī)格為Φ8 18mm。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是⑴通過本發(fā)明所述的工藝，55SiCr彈簧鋼線材表面不產(chǎn)生全脫碳層，局部脫碳層厚度不超過30Mffl;⑵本發(fā)明通過對加熱爐加熱溫度、爐內(nèi)氣氛和控軋控冷工藝進(jìn)行控制，對設(shè)備要求不高，便于實(shí)施，質(zhì)量穩(wěn)定。


圖1是本發(fā)明55SiCr彈簧鋼表面脫碳組織照片。圖2是本發(fā)明四分之一處金相組織照片。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
實(shí)施施例1連鑄坯化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:C :0. 52%，Mn :0. 70%, Si :1. 50%, Cr :0. 72%， Ni :0. 35%, Cu :0. 25%, P :0. 0094%, S :0. 0023%，余量為 Fe。本實(shí)施例55SiCr彈簧鋼工藝流程為原輔料驗(yàn)收一配料一電爐冶煉一LF精煉一 VD脫氣一連鑄一鑄坯冷卻檢驗(yàn)一坯料驗(yàn)收一加熱一除鱗一軋制一吐絲一冷卻一成品檢驗(yàn) —打捆標(biāo)志一稱重入庫一交付。本實(shí)施例為斷面尺寸為150mmX 150mm的連鑄坯，軋制直徑為12mm的55SiCr彈簧鋼線材，線材表面脫碳的控制方法具體為
加熱爐加熱工藝為減少坯料加熱過程中氧化和脫碳層厚度，并保證坯料加熱均勻，加熱爐一段爐溫控制在900°C，二段爐溫控制在990°C，均熱段爐溫控制在1050°C，在爐時間 90min ；加熱爐均熱段空燃比控制在0. 7，預(yù)熱段和均熱段空燃比控制在0. 9 ；
軋制工藝鋼坯出爐后除鱗水壓力18Mpa，精軋機(jī)入口溫度控制在870°C，減定徑入口溫度控制在86°C，線材吐絲溫度控制在810°C ；
斯太爾摩冷卻工藝為防止冷卻過程中發(fā)生鐵素體脫碳，細(xì)化晶粒并減少產(chǎn)品中鐵素體組織比例，線材吐絲后以8°C /s的冷速快速風(fēng)冷至650°C，然后進(jìn)保溫罩緩冷。本實(shí)施例通過對加熱爐加熱溫度和爐內(nèi)氣氛進(jìn)行控制，制定合理的軋制和斯太爾摩控制冷卻工藝，使55SiCr彈簧鋼線材表面不產(chǎn)生全脫碳層，局部脫碳層厚度不超過30Mm。實(shí)施例2
實(shí)施施例2連鑄坯化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:C :0. 52%，Mn :0. 68%，Si :1. 48%，Cr :0. 70%， Ni :0. 3%, Cu :0. 2%, P :0. 0076%, S :0. 0015%，余量為 Fe。本實(shí)施例55SiCr彈簧鋼工藝流程為原輔料驗(yàn)收一配料一電爐冶煉一LF精煉一 VD脫氣一連鑄一鑄坯冷卻檢驗(yàn)一坯料驗(yàn)收一加熱一除鱗一軋制一吐絲一冷卻一成品檢驗(yàn) —打捆標(biāo)志一稱重入庫一交付。本實(shí)施例為斷面尺寸為150mmX 150mm的連鑄坯，軋制直徑為IOmm的55SiCr彈簧鋼線材，線材表面脫碳的控制方法具體為
加熱爐加熱工藝為減少坯料加熱過程中氧化和脫碳層厚度，并保證坯料加熱均勻，加熱爐一段爐溫控制在920°C，二段爐溫控制在1000°C，均熱段爐溫控制在1070°C，在爐時間 IOOmin ；加熱爐均熱段空燃比控制在0. 75，預(yù)熱段和均熱段空燃比控制在0. 95 ；
軋制工藝鋼坯出爐后除鱗水壓力19Mpa，精軋機(jī)入口溫度控制在880°C，減定徑入口溫度控制在870°C，線材吐絲溫度控制在820°C ；
斯太爾摩冷卻工藝為防止冷卻過程中發(fā)生鐵素體脫碳，細(xì)化晶粒并減少產(chǎn)品中鐵素體組織比例，線材吐絲后以9°C /s的冷速快速風(fēng)冷至660°C，然后進(jìn)保溫罩緩冷。本實(shí)施例通過對加熱爐加熱溫度和爐內(nèi)氣氛進(jìn)行控制，制定合理的軋制和斯太爾摩控制冷卻工藝，使55SiCr彈簧鋼線材表面不產(chǎn)生全脫碳層，局部脫碳層厚度不超過 30Mm。實(shí)施例3
實(shí)施施例3連鑄坯化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:C :0. 54%，Mn :0. 67%，Si :1. 49%，Cr :0. 69%， Ni :0. 25%, Cu :0. 15%, P :0. 0096%, S :0. 0034%，余量為 Fe。本實(shí)施例55SiCr彈簧鋼工藝流程為原輔料驗(yàn)收一配料一電爐冶煉一LF精煉一 VD脫氣一連鑄一鑄坯冷卻檢驗(yàn)一坯料驗(yàn)收一加熱一除鱗一軋制一吐絲一冷卻一成品檢驗(yàn) —打捆標(biāo)志一稱重入庫一交付。本實(shí)施例為斷面尺寸為150mmX 150mm的連鑄坯，軋制直徑為18mm的55SiCr彈簧鋼線材，線材表面脫碳的控制方法具體為
加熱爐加熱工藝為減少坯料加熱過程中氧化和脫碳層厚度，并保證坯料加熱均勻，加熱爐一段爐溫控制在945°C，二段爐溫控制在1020°C，均熱段爐溫控制在1080°C，在爐時間 120min ；加熱爐均熱段空燃比控制在0. 8，預(yù)熱段和均熱段空燃比控制在1. 0 ；
軋制工藝鋼坯出爐后除鱗水壓力19Mpa，精軋機(jī)入口溫度控制在885°C，減定徑入口溫度控制在875 °C，線材吐絲溫度控制在825 °C ；
斯太爾摩冷卻工藝為防止冷卻過程中發(fā)生鐵素體脫碳，細(xì)化晶粒并減少產(chǎn)品中鐵素體組織比例，線材吐絲后以10°C /s的冷速快速風(fēng)冷至665°C，然后進(jìn)保溫罩緩冷。本實(shí)施例通過對加熱爐加熱溫度和爐內(nèi)氣氛進(jìn)行控制，制定合理的軋制和斯太爾摩控制冷卻工藝，使55SiCr彈簧鋼線材表面不產(chǎn)生全脫碳層，局部脫碳層厚度不超過 30Mm。實(shí)施例4
實(shí)施施例4連鑄坯化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:C :0. 53%，Mn :0. 69%，Si :1. 47%，Cr :0. 68%，Ni 0. 15%, Cu 0. 125%, P :0. 0098%, S :0. 0014%，余量為 Fe。本實(shí)施例55SiCr彈簧鋼工藝流程為原輔料驗(yàn)收一配料一電爐冶煉一LF精煉一 VD脫氣一連鑄一鑄坯冷卻檢驗(yàn)一坯料驗(yàn)收一加熱一除鱗一軋制一吐絲一冷卻一成品檢驗(yàn) —打捆標(biāo)志一稱重入庫一交付。本實(shí)施例為斷面尺寸為150mmX 150mm的連鑄坯，軋制直徑為8mm的55SiCr彈簧鋼線材，線材表面脫碳的控制方法具體為
加熱爐加熱工藝為減少坯料加熱過程中氧化和脫碳層厚度，并保證坯料加熱均勻，加熱爐一段爐溫控制在960°C，二段爐溫控制在1050°C，均熱段爐溫控制在1100°C，在爐時間 150min ；加熱爐均熱段空燃比控制在0. 8，預(yù)熱段和均熱段空燃比控制在1. 1 ；
軋制工藝鋼坯出爐后除鱗水壓力20Mpa，精軋機(jī)入口溫度控制在890°C，減定徑入口溫度控制在880°C，線材吐絲溫度控制在830°C ；
斯太爾摩冷卻工藝為防止冷卻過程中發(fā)生鐵素體脫碳，細(xì)化晶粒并減少產(chǎn)品中鐵素體組織比例，線材吐絲后以11°C /s的冷速快速風(fēng)冷至670°C，然后進(jìn)保溫罩緩冷。本實(shí)施例通過對加熱爐加熱溫度和爐內(nèi)氣氛進(jìn)行控制，制定合理的軋制和斯太爾摩控制冷卻工藝，使55SiCr彈簧鋼線材表面不產(chǎn)生全脫碳層，局部脫碳層厚度不超過 30Mm。圖1是本發(fā)明55SiCr彈簧鋼表面脫碳組織照片，由照片可知，55SiCr彈簧鋼線材表面不產(chǎn)生全脫碳層，局部脫碳層厚度不超過30Mm。圖2是本發(fā)明四分之一處金相組織照片，由圖2可知，組織以索氏體為主，含有少量的鐵素體和珠光體。除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種彈簧鋼線材表面脫碳的控制方法，其特征在于具體按以下步驟進(jìn)行控制⑴連鑄坯化學(xué)成分質(zhì)量百分比為C :0. 51 0. 59%, Mn :0. 50 0. 80%, Si :1. 20 1. 60%, Cr 0. 5 0. 8%, Ni ^ 0. 35%, Cu ^ 0. 25%，余量為！^e 及不可避免的雜質(zhì)；⑵為減少坯料加熱過程中氧化和脫碳層厚度，并保證坯料加熱均勻，加熱爐一段爐溫控制在900 960°C，二段爐溫控制在990 1050°C，均熱段爐溫控制在1050 1100°C，在爐時間90 150min ；⑶加熱爐均熱段空燃比控制在0. 7 0. 8，預(yù)熱段和均熱段空燃比控制在0. 9 1. 1 ；⑷線材吐絲溫度控制在810 830°C，為防止冷卻過程中發(fā)生鐵素體脫碳，細(xì)化晶粒并減少產(chǎn)品中鐵素體組織比例，線材吐絲后以8 irC /s的冷速快速冷卻至650 670°C，然后進(jìn)保溫罩緩冷。
2.如權(quán)利要求1所述的彈簧鋼線材表面脫碳的控制方法，其特征在于連鑄坯化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:C :0. 52%, Mn :0. 70%, Si :1. 50%, Cr :0. 72%, Ni :0. 35%, Cu :0. 25%, P 0. 0094%, S 0. 0023%，余量為 Fe。
3.如權(quán)利要求1所述的彈簧鋼線材表面脫碳的控制方法，其特征在于連鑄坯化學(xué)成分質(zhì)量百分比為C 0. 52%, Mn 0. 68%, Si :1. 48%, Cr :0. 70%, Ni :0. 3%, Cu :0. 2%, P 0. 0076%, S 0. 0015%，余量為 Fe。
4.如權(quán)利要求1所述的彈簧鋼線材表面脫碳的控制方法，其特征在于連鑄坯化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:C :0. 54%, Mn :0. 67%, Si :1. 49%, Cr :0. 69%, Ni :0. 25%, Cu :0. 15%, P 0. 0096%, S 0. 00；34%，余量為 Fe。
5.如權(quán)利要求1所述的彈簧鋼線材表面脫碳的控制方法，其特征在于連鑄坯化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:C :0. 53%, Mn :0. 69%, Si :1. 47%, Cr :0. 68%, Ni :0. 15%, Cu :0. 125%, P 0. 0098%, S 0. 0014%,余量為 Fe。
6.如權(quán)利要求1所述的彈簧鋼線材表面脫碳的控制方法，其特征在于所述鑄坯斷面尺寸為15(tomX15(tom，產(chǎn)品規(guī)格為Φ8 18匪。
全文摘要
本發(fā)明屬于彈簧鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種彈簧鋼線材表面脫碳的控制方法,該鋼的化學(xué)成分按重量百分比為連鑄坯化學(xué)成分質(zhì)量百分比為C0.51～0.59%，Mn0.50～0.80%，Si1.20～1.60%，Cr0.5～0.8%，Ni≤0.35%，Cu≤0.25%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)；生產(chǎn)工藝為150mm×150mm連鑄方坯，加熱爐一段爐溫控制在900～960℃，二段爐溫控制在990～1050℃，均熱段爐溫控制在1050～1100℃，在爐時間90～150min，均熱段空燃比控制在0.8左右，吐絲溫度控制在820℃左右，吐絲后以10℃/s冷速快速冷卻到660℃左右。利用本發(fā)明工藝生產(chǎn)的55SiCr彈簧鋼線材表面無全脫碳層，局部脫碳層厚度不超過30μm。
文檔編號C22C38/18GK102560046SQ20121003999
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月21日
發(fā)明者吳年春, 尹雨群, 李恒坤, 王曉文, 邱紅雷 申請人:南京鋼鐵股份有限公司