中碳冷镦钢线材和中碳冷镦钢线材的生产方法技术

本发明专利技术提供了一种中碳冷镦钢线材和中碳冷镦钢线材的生产方法，其中，中碳冷镦钢线材，以质量百分比计，其化学成分为：C 0.30‑0.38％，Si 0.05‑0.15％，Mn 0.40‑0.50％，S≤0.02％，P≤0.02％，B 0.0010‑0.0030％，RE 0.02～0.03％，其余为Fe及不可避免的杂质。通过本发明专利技术的技术方案，可在未配置重载减定径机组和较短斯太尔摩冷却的常规高速线材设备条件下，通过添加RE等微量元素，发挥稀土元素促进珠光体在线球化的作用，实现显微组织精细化和均匀化控制，获得具有低加工硬化能力的细小均匀铁素体加部分球化弥散分布珠光体组织，进而取消紧固件拉拔道次间隔球化退火，简化后续紧固件加工工序。

Production Method of Medium Carbon Cold Heading Steel Wire and Medium Carbon Cold Heading Steel Wire

The present invention provides a production method of medium carbon cold heading steel wire and medium carbon cold heading steel wire. The chemical composition of medium carbon cold heading steel wire is as follows: C 0.30_0.38%, Si 0.05_0.15%, Mn 0.40_0.50%, S < 0.02%, P < 0.02%, B 0.0010_0.0030%, RE 0.02_0.03%, and the rest are inevitable impurities. The technical scheme of the invention can play the role of rare earth elements in promoting pearlite on-line spheroidization by adding RE and other trace elements under the condition of no heavy duty reducing and sizing unit and short Stelmore cooling conventional high-speed wire rod equipment, realize fine and homogeneous control of microstructures, and obtain fine and homogeneous ferrite with low work hardening ability and partial spheroidization. The pearlite structure is dispersed and spheroidizing annealing at drawing intervals is cancelled to simplify the subsequent processing of fasteners.

【技术实现步骤摘要】
中碳冷镦钢线材和中碳冷镦钢线材的生产方法
本专利技术涉及冶金
，具体而言，涉及一种中碳冷镦钢线材和一种中碳冷镦钢线材的生产方法。
技术介绍
冷镦钢因冷成型性能良好，用其冷镦加工紧固件时金属消耗低，而且产品尺寸精度高，表面光洁度好，生产率高。高强度紧固件在冷镦成形前通常要进行“二拉一退”的工艺处理，即酸洗、拉拔、球化退火(或软化退火)和再拉拔的工艺。“二拉一退”工艺目的是提高冷镦坯料的尺寸精度和表面光洁度，保证材料的冷镦性能，防止冷镦成形过程中的开裂。高强度紧固件最终产品一般还要经过调质处理才能达到性能等级要求。中间道次软化退火和调质处理能够改善紧固件的加工性能及最终组织性能，但提高了能源消耗，增加了生产成本，而且还会污染环境。从冷镦钢的发展趋势来看，通过轧材组织性能控制来简化后续紧固件加工工序是一个重要的方向，其中免退火冷镦钢属典型的节能环保产品。免退火冷镦钢省略或简化了冷镦前拉拔道次间隔的软化退火，在很大程度上简化了生产工序，缩短了生产周期，降低了能源消耗，因而具有显著的经济效益和社会效益。目前国内外已利用装备有重载减定径机组和长斯太尔摩冷却线的高速线材轧机生产线生产高强度免退火冷镦钢线材。其原理是通过低温大变形热机轧制，在极度变形的奥氏体晶界和晶粒内部形成大量的位错和变形带，结合后续充分缓冷过程相变控制，获得较高体积分数和适当粗大晶粒铁素体，珠光体团小而分散，珠光体中的渗碳体片变薄、变碎并部分粒状化。其硬度较常规线材降低，断面收缩率提高，冷加工性提高，能够满足免退火冷镦钢的使用要求。但是对于传统高速线材轧机，实现冷镦钢在线软化退火较困难。公布号CN103882304A公开了一种超低硬度免退火冷镦钢生产方法，摆阔化学成分，以及加热温度，开轧温度，精轧温度，弱冷工艺以及斯太尔摩辊道速度等工艺控制，但该方法主要针对低碳含Ti-B冷镦钢。公布号CN105063481A公开了一种免退火含硼冷镦钢的生产方法，包括化学成分、冶炼、连铸、轧制工艺，但该方法也主要针对低碳含Ti-B冷镦钢。公布号CN104593673A公开了一种中碳免退火冷镦钢热轧盘条及其生产方法，包括化学成分调整，TMCP工艺技术控制，降低盘条最终的硬度，做到免退火的产品要求。但该方法是在具备减定径设备条件下实现的。公布号CN104988409A公开了一种免退火冷镦钢热轧盘条及其生产方法，利用常规高速线材轧机，通过化学成分优化设计，控制加热温度、进精轧温度、吐丝温度以及冷却度，控制铁素体量和铁素体晶粒度，实现免退火冷镦钢热轧盘条的生产，但该方法只涉及大方坯连铸坯生产，且显微组织精细化和珠光体团弥散分布尚需进一步改善。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提供了一种中碳冷镦钢线材。本专利技术的另一个目的在于提供了一种中碳冷镦钢线材的生产方法。有鉴于此，本专利技术第一方面的技术方案提供了一种中碳冷镦钢线材，以质量百分比计，其化学成分为：C0.30-0.38％，Si0.05-0.15％，Mn0.40-0.50％，S≤0.02％，P≤0.02％，B0.0010-0.0030％，RE0.02～0.03％，其余为Fe及不可避免的杂质。本专利技术第二方面的技术方案提出了一种中碳冷镦钢线材的生产方法，用于生产第一方面的技术方案的中碳冷镦钢线材，包括：大方坯连铸，开坯，加热，轧制，吐丝，斯太尔摩冷却线冷却；或小方坯连铸，开坯，加热，轧制，吐丝，斯太尔摩冷却线冷却。进一步地，所述连铸工序中，大方坯流程中包钢水过热度15-25℃，连铸拉速0.60～0.70m/min；小方坯流程中包钢水过热度25-30℃，连铸拉速1.8-2.0m/min。进一步地，所述轧制工序中，加热温度1050℃，开轧温度950～1000℃，预精轧入口温度950～990℃，精轧入口温度800～860℃。进一步地，所述冷却工序中：吐丝温度790～850℃，1#和2#风机开30％～50％，保温罩全部关闭，保温罩入口温度700～750℃，保温罩出口温度600～680℃，保温罩区间冷速0.1～0.3℃/s。本专利技术实施例提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：可在未配置重载减定径机组和较短斯太尔摩冷却的常规高速线材设备条件下，通过添加RE等微量元素，发挥稀土元素促进珠光体在线球化的作用，结合控制轧制和在线软化分段精确控制冷却工艺，在精轧机组许可温度范围下限控制轧制，借助吐丝前水箱快速冷却，形变储能遗传至后续斯太尔摩冷却线冷却相变过程，基于相变规律和在线软化规律，在有效的保温罩缓冷区间精确控制相变，实现显微组织精细化和均匀化控制，获得具有低加工硬化能力的细小均匀铁素体加部分球化弥散分布珠光体组织，进而取消紧固件拉拔道次间隔球化退火，简化后续紧固件加工工序。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明图1是实施例1热轧线材的显微组织照片；图2是实施例2热轧线材的显微组织照片。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述方面、特征和优点，下面结合具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。根据本专利技术的实施例的中碳冷镦钢线材，以质量百分比计，其化学成分为：C0.30-0.38％，Si0.05-0.15％，Mn0.40-0.50％，S≤0.02％，P≤0.02％，B0.0010-0.0030％，RE0.02～0.03％，其余为Fe及不可避免的杂质。根据本专利技术的实施例的中碳冷镦钢线材的生产方法，包括：大方坯连铸，开坯，加热，轧制，吐丝，斯太尔摩冷却线冷却；或小方坯连铸，开坯，加热，轧制，吐丝，斯太尔摩冷却线冷却。进一步地，所述冶炼过程中，加入硅铁、硅锰、无烟煤和铝硅钛中的一种或多种进行脱氧合金化；出钢过程对钢包进行底吹氩操作。进一步地，所述精炼过程中，加入硅铁、中碳锰铁和锻烧无烟煤中一种或多种进行成分微调；精炼后期加入钒氮合金；软吹时间大于10min。进一步地，所述轧制过程中，Φ8mm钢筋吐丝温度为970～990℃；Φ10mm钢筋吐丝温度为940～960℃；Φ12mm钢筋吐丝温度为920～940℃；Φ14mm钢筋吐丝温度为890～910℃。进一步地，所述冷却工序中：吐丝温度790～850℃，1#和2#风机开30％～50％，保温罩全部关闭，保温罩入口温度700～750℃，保温罩出口温度600～680℃，保温罩区间冷速0.1～0.3℃/s。可在未配置重载减定径机组和较短斯太尔摩冷却的常规高速线材设备条件下，通过添加RE等微量元素，发挥稀土元素促进珠光体在线球化的作用，结合控制轧制和在线软化分段精确控制冷却工艺，在精轧机组许可温度范围下限控制轧制，借助吐丝前水箱快速冷却，形变储能遗传至后续斯太尔摩冷却线冷却相变过程，基于相变规律和在线软化规律，在有效的保温罩缓冷区间精确控制相变，实现显微组织精细化和均匀化控制，获得具有低加工硬化能力的细小均匀铁素体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中碳冷镦钢线材，其特征在于，以质量百分比计，其化学成分为：C 0.30‑0.38％，Si 0.05‑0.15％，Mn 0.40‑0.50％，S≤0.02％，P≤0.02％，B 0.0010‑0.0030％，RE 0.02～0.03％，其余为Fe及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种中碳冷镦钢线材，其特征在于，以质量百分比计，其化学成分为：C0.30-0.38％，Si0.05-0.15％，Mn0.40-0.50％，S≤0.02％，P≤0.02％，B0.0010-0.0030％，RE0.02～0.03％，其余为Fe及不可避免的杂质。2.一种中碳冷镦钢线材的生产方法，用于生产如权利要求1所述的中碳冷镦钢线材，其特征在于，包括：大方坯连铸，开坯，加热，轧制，吐丝，斯太尔摩冷却线冷却；或小方坯连铸，开坯，加热，轧制，吐丝，斯太尔摩冷却线冷却。3.根据权利要求2所述的中碳冷镦钢线材的生产方法，其特征在于，所述连铸工序中，大方坯流程中包钢水过...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕刚，涛雅，周乐育，戈春刚，赵晓敏，白月琴，
申请(专利权)人：包头钢铁集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15