一种非调质活塞杆用钢的制备方法技术

本申请公开了一种非调质活塞杆用钢的制备方法，涉及冶金工艺技术领域，本申请包括：选用废钢或者钢水并设计成分，限定以下各个成分及其加入元素的重量百分比为：0.42％≤C≤0.44％，0.27％≤Si≤0.33％，1.07％≤Mn≤1.13％，P≤0.025％,0.015％≤S≤0.025％,Ni≤0.08％,0.16％≤Cr≤0.18％,0.025％≤Al≤0.035％,Cu≤0.20％,0.12％≤V≤0.14％,Mo≤0.05％,0.01％≤Ti≤0.015％,0.01％≤N≤0.0135％，余量Fe和不可避免的杂质；Consteel电炉初炼、LF精炼，VD真空脱气、连铸浇注坯、缓冷保温、清理、开坯、连轧产材、控冷、冷床冷却、入坑缓冷、矫直、清理、探伤、检查、包装和上交；本申请减少了热处理工序和热处理设备，避免了在热处理过程中产生变形或猝火裂纹造成的废品缩短了生产周期。品缩短了生产周期。品缩短了生产周期。

【技术实现步骤摘要】
一种非调质活塞杆用钢的制备方法


[0001]本申请涉及冶金工艺
，尤其涉及一种非调质活塞杆用钢的制备方法。

技术介绍

[0002]非调质钢的性能优越，具有较好的可加工性和焊接性，这些均使其能够应用到工程机械领域。比如液压缸是挖掘机、叉车等主机的强度构件，液压缸基本上由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置与排气装置组成；液压活塞杆技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一，世界各国对液压工业的发展都给予很大重视。
[0003]随着工程机械行业的快速发展，工程机械对液压活塞杆件的强度、韧性、焊接性能等要求越来越高，目前液压活塞杆一般采用42CrMo、40Cr、45钢经过调质后获得合理的力学性能，然后加工为液压活塞杆，众所周知钢材调质是一个效率低、成本高的过程，且调质工艺不合理会出现钢材淬火裂纹、弯曲等质量问题。

技术实现思路

[0004]本申请实施例通过提供一种非调质活塞杆用钢的制备方法，解决了寻找特殊钢种来代替常规的42CrMo、40Cr、45调质钢，减少调质工序，从而达到降低生产成本，提高生产效率的目的。
[0005]本专利技术实施例提供了一种非调质活塞杆用钢的制备方法，包括以下步骤：
[0006]S1，选用废钢或者钢水并设计成分，各个成分及其加入元素的重量百分比为：0.42％≤C≤0.44％，0.27％≤Si≤0.33％,1.07％≤Mn≤1.13％,P≤0.025％,0.015％≤S≤0.025％,Ni≤0.08％,0.16％≤Cr≤0.18％,0.025％≤Al≤0.035％,Cu≤0.20％,0.12％≤V≤0.14％,Mo≤0.05％,0.01％≤Ti≤0.015％,0.01％≤N≤0.0135％；余量Fe和不可避免的杂质；
[0007]S2，Consteel电炉初炼、LF精炼，VD真空脱气；
[0008]S3，连铸浇注坯；
[0009]S4，缓冷保温,清理；
[0010]S5，开坯,连轧产材；
[0011]S6，控冷、冷床冷却、入坑缓冷；
[0012]S7，矫直、清理；
[0013]S8，探伤、检查；
[0014]S9，包装、上交。
[0015]在一种可能的实现方式中，S1中，计算废钢或者钢水的加入量，并且按照目标控制各个元素的DI值在54
‑
57。
[0016]在一种可能的实现方式中，所述Consteel电炉初炼工艺包括：
[0017]将钢水及生铁混合，在保证残余合格的情况下加入废钢形成炉料；
[0018]炉料加入后，并将电炉渣料分批次加入，所述电炉渣料包括石灰、石灰石、白云石；
[0019]电炉出钢终点成分控制C≥0.08％，P≤0.022％；
[0020]电炉出钢温度≥1620℃，出钢量65
±
5吨，出钢过程时间≥120秒，出钢时使用钢包喷碳预脱氧；
[0021]电炉出钢时大包脱氧剂及合金加入顺序：复合脱氧剂
→
预熔渣
→
Al锭或钢芯铝
→
合金
→
渣料，要求在出钢时间内完成；出钢完成后，根据出钢C含量及合金增碳量在大包中加入C粉增碳。
[0022]在一种可能的实现方式中，S2中，LF精炼时，包括以下步骤：
[0023]入LF工位钢液温度≥1520℃，给电前氩气流量250
‑
400NL/min搅拌2
‑
3min；
[0024]给电加热≥15分钟后，取样分析化学成分；精炼过程氩气流量控制在100
‑
400NL/min；
[0025]入罐后视渣况补加石灰200
‑
400Kg，硅铝钙粉100
±
10Kg，冶炼过程可根据钢中硫含量、渣况加入石灰和萤石调渣，总渣量按1000
‑
1100Kg控制；预熔渣渣系目标成分：CaO：50％
‑
55％，SiO2：12％
‑
16％，MgO：3％
‑
7％，Al2O3：20％
‑
25％；
[0026]精炼过程Al控制：入精炼时目标Al为0.030
‑
0.040％，如不在目标之内，精炼前期按0.040％目标一次喂Al，后期不允许喂Al，真空后钢中Al含量采用喂线方式将Al调整到0.025％
‑
0.035％；
[0027]根据上述给电加热后取样分析的结果，按内控成分规定调整成分，加热升温，第二次取样分析化学成分，根据第二次取样分析化学成分结果，按化学成分内控目标进行微调；
[0028]渣变白后，多批次加入SiC粉、C粉，按0.5
‑
1.5kg/次加入，白渣精炼时间≥40分钟，温度1600～1620℃后入VD工位。
[0029]在一种可能的实现方式中，VD真空脱气操作规定：真空度≤0.5乇下保持时间≥15分钟；脱气操作时的氩气控制：粗真空氩气流量50
‑
150NL/Min,极真空时氩气流量100
‑
200NL/Min。
[0030]在一种可能的实现方式中，所述VD真空脱气的过程中吹氮气搅拌，VD真空脱气开罐取样检验氮含量，如N<100PPM进行补吹，达到内控目标要求后改吹氩气；
[0031]所述VD真空脱气后加入钛铁按Ti内控中线控制；
[0032]加硫工艺：真空结束后到LF工位，根据钢中原始硫含量加入硫线，S回收率按60％计算加入量，保证吊包时S含量为内控中上限；
[0033]吊包上台前，根据温度情况进行弱氩搅拌，渣面波动50
‑
100mm，时间≥15分钟；吊包温度：第一包1560～1585℃；连浇包1540～1560℃；
[0034]根据卡特的DI值计算软件，计算DI值，并做记录。
[0035]在一种可能的实现方式中，S3中，所述连铸浇注坯的过程中，过热度：第一包15～30℃；连浇包15～25℃；中包烘烤时间应≥5h；
[0036]操作过程采用M
‑
EMS或者F
‑
EMS电磁搅拌，所述电磁搅拌的电流是450
‑
660A，电磁搅拌的频率是1.5
‑
7.5HZ。
[0037]在一种可能的实现方式中，所述连铸浇注坯坑冷要求：及时入坑缓冷，入坑后加保温盖，缓冷时间大于48小时。
[0038]在一种可能的实现方式中，S5中，连轧产材中的方坯加热时，加热过程中预热段温度≤850℃，加热一段温度1000
‑
1150℃，加热第二段温度1180
‑
1210℃，均热一段温度1160
‑
1200℃，均热二段温度1150
‑
1200℃，连铸坯总加热时间8～13h，高温扩散时间≥4h。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非调质活塞杆用钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，选用废钢或者钢水并设计成分，限定以下各个成分及其加入元素的重量百分比为：0.42％≤C≤0.44％，0.27％≤Si≤0.33％，1.07％≤Mn≤1.13％，P≤0.025％,0.015％≤S≤0.025％,Ni≤0.08％,0.16％≤Cr≤0.18％,0.025％≤Al≤0.035％,Cu≤0.20％,0.12％≤V≤0.14％,Mo≤0.05％,0.01％≤Ti≤0.015％,0.01％≤N≤0.0135％，余量Fe和不可避免的杂质；S2，Consteel电炉初炼、LF精炼，VD真空脱气；S3，连铸浇注坯；S4，缓冷保温,清理；S5，开坯,连轧产材；S6，控冷、冷床冷却、入坑缓冷；S7，矫直、清理；S8，探伤、检查；S9，包装、上交。2.根据权利要求1所述的非调质活塞杆用钢的制备方法，其特征在于，S1中，计算所述废钢或者钢水的加入量，并且按照目标控制各个元素的DI值在54
‑
57。3.根据权利要求1所述的非调质活塞杆用钢的制备方法，其特征在于，S2中，所述Consteel电炉初炼工艺包括：将钢水及生铁混合形成炉料；炉料加入后，并将电炉渣料分批次加入，所述电炉渣料包括石灰、石灰石、白云石；电炉出钢终点成分控制C≥0.08％，P≤0.022％；电炉出钢温度≥1620℃，出钢量65
±
5吨，出钢过程时间≥120秒，出钢时使用钢包喷碳预脱氧；电炉出钢时大包脱氧剂及合金加入顺序：复合脱氧剂
→
预熔渣
→
Al锭或钢芯铝
→
合金
→
渣料，要求在出钢时间内完成；出钢完成后，根据出钢C含量及合金增碳量在大包中加入C粉增碳。4.根据权利要求1所述的非调质活塞杆用钢的制备方法，其特征在于，S2中，LF精炼时，包括以下步骤：入LF工位钢液温度≥1520℃，给电前氩气流量250
‑
400NL/min搅拌2
‑
3min；给电加热≥15分钟后，取样分析化学成分；精炼过程氩气流量控制在100
‑
400NL/min；入罐后视渣况补加石灰200
‑
400Kg，硅铝钙粉100
±
10Kg，冶炼过程可根据钢中硫含量、渣况加入石灰和萤石调渣，总渣量按1000
‑
1100Kg控制；渣系目标成分：CaO：50％
‑
55％，SiO2：12％
‑
16％，MgO：3％
‑
7％，Al2O3：20％
‑
25％；精炼过程Al控制：入精炼时目标Al为0.030
‑
0.040％，如不在目标之内，精炼前期按0.040％目标一次喂Al，...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯文武，卢春光，林生秀，田刚，
申请(专利权)人：中钢集团西安重机有限公司，
类型：发明
国别省市：