本发明专利技术提供一种非淬回火高碳高强度合金弹簧钢90SiMn及其制备方法，涉及弹簧钢领域，非淬回火高碳高强度合金弹簧钢90SiMn包括以下质量百分比的化学成分：C 0.890—0.940％、Si 1.200—1.600％、Mn 0.720—0.850％、P 0—0.015％、S 0—0.010％、Cr 0.150—0.250％、V 0.040—0.080％、Al 0—0.030％、余量为Fe以及不可去除的杂质；制备方法包括以下步骤：(1)称取原料；(2)初炼、精炼、真空脱气；(3)坯料剥皮；(4)入炉加热；(5)控轧、控冷；(6)收集、打包；(7)检验入库。本弹簧钢具有强度高和无需淬回火的优点。
【技术实现步骤摘要】
一种非淬回火高碳高强度合金弹簧钢90SiMn及其制备方法
本专利技术属于弹簧钢领域，具体涉及一种非淬回火高碳高强度合金弹簧钢90SiMn及其制备方法。
技术介绍
弹簧钢是指专门用于制造弹簧和弹性元件的钢。弹簧钢的弹性取决于其弹性变形的能力。弹簧钢具有优良的综合性能(特别是弹性极限、强度极限、屈强比)、抗弹减性能(又称抗松弛性能)、疲劳性能、淬透性、物理化学性能(耐热、耐低温、抗氧化、耐腐蚀等)。为了满足上述性能要求，弹簧钢应具有优良的冶金质量、良好的表面质量(缺陷和脱碳)、精确的外形和尺寸等。弹簧钢依据化学成分不同分为碳素弹簧钢和合金弹簧钢，一般以中高碳钢为主。碳素弹簧钢含碳量多在0.6％-0.8％之间，合金弹簧钢的含碳量常规在0.35％-0.65％之间。但现有的合金弹簧钢普遍需通过调质(淬回火)来得到所想要的强度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种非淬回火高碳高强度合金弹簧钢90SiMn及其制备方法，制得的非淬回火高碳高强度合金弹簧钢90SiMn具有强度高、制作简单和无需淬回火的优点。本专利技术提供了如下的技术方案：一种非淬回火高碳高强度合金弹簧钢90SiMn，包括以下质量百分比的化学成分：C0.890—0.940％、Si1.200—1.600％、Mn0.720—0.850％、P0—0.015％、S0—0.010％、Cr0.150—0.250％、V0.040—0.080％、Al0—0.030％、余量为Fe以及不可去除的杂质。优选地，包括以下质量百分比的化学成分：C0.910％、Si1.320％、Mn0.780％、P0.011％、S0.002％、Cr0.22％、V0.063％、Al0.0063％、余量为Fe以及不可去除的杂质。优选地，包括以下质量百分比的化学成分：C0.910％、Si1.280％、Mn0.790％、P0.008％、S0.002％、Cr0.21％、V0.062％、Al0.0061％、余量为Fe以及不可去除的杂质。一种非淬回火高碳高强度合金弹簧钢90SiMn的制备方法，包括以下步骤：(1)按照非淬回火高碳高强度合金弹簧钢90SiMn质量百分比的化学成分配备原辅材料；(2)将原辅材料经过初炼、精炼、真空脱气后，钢水经连铸机浇注成连铸坯；(3)将连铸坯进行坯料剥皮，去除连铸所带来的不可避免的缺陷，即得表面无缺陷的、修磨的连铸坯；(4)将修磨的连铸坯入炉加热，即得加热钢坯；(5)将加热钢坯进行控制轧制、在线控制冷却处理，即得线材；(6)将线材进行收集、打包处理，即得包装好的线材；(7)将包装好的线材检验入库。在步骤(2)工艺中可以改善连铸设备以及保护渣的使用，在连铸坯的浇注过程中要控制连铸中包过热度不大于30℃、结晶器电磁搅拌电流强度不小于350A、连铸坯凝固末端搅拌电流强度不小于450A，减轻连铸坯的成分偏析，提高成分的均匀性，防止石墨碳的产生和网碳的超标，提高了连铸坯的表面质量，减少了连铸坯精整的工作量，降低了金属料的消耗，从而提高了产品的品质和降低了成本。在步骤(5)工艺中根据各个品种的特性，在各个轧机中间通过水箱喷水冷却，来控制轧制的温度，进精轧温度控制在880±20℃，吐丝温度控制在850±15℃。步骤(7)中的检验，需在时效以后进行，时效方法有两种，一种是线材在自然条件下摆放2周，其为自然时效；另一种是将检验样品在加热炉内加热到一定的温度、保持一定的时间后随炉冷却，其为人工时效；两种方法检验的结果基本接近，线材为索氏体体积分数不少于85％、抗拉强度不低于1400MPa、断面收缩率大于20％的产品。优选地，所述步骤(3)中的将连铸坯进行坯料剥皮为使用机械砂轮将连铸坯表面黑皮清除且清除深度不小于0.5mm。优选地，所述步骤(4)中的将修磨的连铸坯入炉加热为将修磨的连铸坯加入连续式加热炉内，加热至1100℃±20℃，加热时间大于90min。优选地，所述步骤(5)中的加热钢坯进行控制轧制为将加热钢坯轧制成线材，压缩比大于60。优选地，所述步骤(5)中的加热钢坯进行在线控制冷却为将线材吐丝后放置在斯太尔摩冷却线上，通过风机风量、辊速来调节线材的冷却速度，通过快辊速(入口速度大于1.0m/s)、大风量,线材的冷却速度不低于3℃/s。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术制得的非淬回火高碳高强度合金弹簧钢90SiMn的含碳量高达0.90％，同时还加入了Cr、V等微合金化元素，以此来改善成品组织、提高线材的抗拉强度，使得其的抗拉强度控制在1350-1500MPa区间，线材无影响后续拉丝的贝氏体、马氏体等异常组织。而常规的合金弹簧钢，如55SiCrA、60Si2MnA等，其含碳量在0.50％-0.65％之间，其抗拉强度只能控制在950-1150MPa区间；线材的原始抗拉强度越高，通过加工硬化处理后，所得到的成品弹簧钢丝的抗拉强度也越高。Φ12mm-Φ14mm的90SiMn弹簧钢线材直接通过拉丝加工处理后，得到Φ5mm-Φ7mm成品弹簧钢丝，免淬火和回火处理，成品弹簧钢丝的抗拉强度可不低于1960MPa，基本达到2000MPa以上，远高于标准GB/T4357-2009的要求(最高抗拉强度未超过1830MPa)。而常规的合金弹簧钢盘条，经拉拔处理后，还需要通过淬火+回火处理，经热处理后的相同尺寸成品弹簧钢丝的抗拉强度也未达到1960Mpa；非淬回火高碳高强度合金弹簧钢90SiMn提高了其抗拉强度，简化了钢丝的淬火、回火的热处理过程，降低了成产成本，同时还环保减排。2、本专利技术中所述步骤(3)中的将连铸坯进行坯料剥皮为使用机械砂轮将连铸坯表面黑皮清除且清除深度不小于0.5mm，评价弹簧钢好坏的指标中至为重要的是成品线材的表面质量，为了避免连铸坯的缺陷带到线材的表面，因此要对连铸坯表面进行全修磨，实际达到1.0mm以上。3、本专利技术中所述步骤(4)中的将修磨的连铸坯入炉加热为将修磨的连铸坯加入连续式加热炉内，加热至1100℃±20℃，加热时间大于90min，控制坯料表面的脱碳的形成，通过加热使得连铸坯软化，易于轧制变形。4、本专利技术中所述步骤(5)中的加热钢坯进行控制轧制为将加热钢坯经过初轧、预精轧、精轧等过程轧制成线材，压缩比大于60，通过该工艺可以初步得到线材。5、本专利技术中所述步骤(5)中的加热钢坯进行在线控制冷却为将线材吐丝后放置在斯太尔摩冷却线上，通过风机风量、辊速来调节线材的冷却速度，通过该工艺可以控制线材的冷却速度，从而控制线材的质量。具体实施方式实施例1一种非淬回火高碳高强度合金弹簧钢90SiMn，包括以下质量百分比的化学成分：C0.890％、Si1.200％、Mn0.720％、Cr0.150％、V0.040％、余量为Fe以及不可去除的杂质。一种非淬回火高碳高强度合金弹簧钢90SiMn的制备方法，包括以下步骤：(1)按照非淬回火高碳高强度合金弹簧钢90SiMn质量百分比的化学成分配备原辅材料；(2)将原辅材料经过初炼、精炼、真空脱气后，钢水经连铸机浇注成连铸坯；(3)将连铸坯进行坯料剥皮，去除连铸所带来的不可避免的缺陷，即得表面无缺陷的、修磨的连铸坯；(4)将修磨的连铸坯入炉加热，即得加热钢坯；(5)将加热钢坯进行控制轧制、在线控制冷却处理，即得线材；(6)将线材进行收集、打包处理，即得包装好的线材；(本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种非淬回火高碳高强度合金弹簧钢90SiMn，其特征在于，包括以下质量百分比的化学成分：C 0.890—0.940％、Si 1.200—1.600％、Mn 0.720—0.850％、P 0—0.015％、S 0—0.010％、Cr 0.150—0.250％、V 0.040—0.080％、Al 0—0.030％、余量为Fe以及不可去除的杂质。
【技术特征摘要】
1.一种非淬回火高碳高强度合金弹簧钢90SiMn，其特征在于，包括以下质量百分比的化学成分：C0.890—0.940％、Si1.200—1.600％、Mn0.720—0.850％、P0—0.015％、S0—0.010％、Cr0.150—0.250％、V0.040—0.080％、Al0—0.030％、余量为Fe以及不可去除的杂质。2.根据权利要求1所述的非淬回火高碳高强度合金弹簧钢90SiMn，其特征在于，包括以下质量百分比的化学成分：C0.910％、Si1.320％、Mn0.780％、P0.011％、S0.002％、Cr0.22％、V0.063％、Al0.0063％、余量为Fe以及不可去除的杂质。3.根据权利要求1所述的非淬回火高碳高强度合金弹簧钢90SiMn，其特征在于，包括以下质量百分比的化学成分：C0.910％、Si1.280％、Mn0.790％、P0.008％、S0.002％、Cr0.21％、V0.062％、Al0.0061％、余量为Fe以及不可去除的杂质。4.一种如权利要求1—3中任意一项所述的非淬回火高碳高强度合金弹簧钢90SiMn的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按照非淬回火高碳高强度合金弹簧钢90SiMn质量百分比的化学成分配备原辅材...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐书成，杨兆全，刘绍康，王鲁义，
申请(专利权)人：张家港联峰钢铁研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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