一种专供数控机床主轴用45钢热轧圆钢棒材及其制备方法技术

本发明专利技术属于黑色金属材料压力加工技术领域，具体涉及一种专供数控机床主轴用45钢热轧圆钢棒材及其制备方法。本发明专利技术通过专供数控机床主轴用45钢热轧圆钢棒材的制备方法以及通过所述方法制得的棒材，和传统生产的45钢热轧圆钢棒材相比，批量生产其轧制成本更低；且产品质量稳定，圆钢精度（即不圆度）要提高1倍以上；且工艺适用性和控制性强；产品综合力学及工艺性能优异。可很好地满足高精度精密数控机床行业的需求。床行业的需求。床行业的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种专供数控机床主轴用45钢热轧圆钢棒材及其制备方法


[0001]本专利技术属于黑色金属材料压力加工
，具体涉及一种专供数控机床主轴用45钢热轧圆钢棒材及其制备方法。

技术介绍

[0002]数控机床的主轴为核心零部件(即传递动力)，常需承受弯曲、扭转、疲劳、冲击载荷的作用；同时在滑动与转动部位还承受摩擦力的作用，故要求主轴具有高强度、硬度、足够的韧性、疲劳强度、且变形小等良好的综合性能，虽说45钢棒材为优质碳素结构钢，硬度适中且易于切削加工，但直接用在机床上不太合适。
[0003]现目前优钢市场的钢材，生产厂家多、品牌多，有转炉冶炼的，也有加废钢原料经电炉冶炼生产的，质量良莠不齐；就其轧钢工艺装备而言，有半连轧、全连轧，且轧线仅有极少数配置了减定径机组。就尺寸精度而言，一是GB/T702规定的范围过宽，实际生产尺寸精度波动也大，能供应机床厂大轴的钢厂屈指可数。
[0004]此外，经相关专利库检索，涉及45钢热轧圆钢的专利技术专利如下：（1）安庆市吉安汽车零件锻轧有限公司的“45钢、50钢汽车前轴工艺控制及其方法”，该专利为锻轧；该专利技术专利为热轧原料。（2）王玲玲的“一种轴用45钢的热处理工艺”，具体为涉及一种热处理工艺制度。（3）四川六合锻造股份公司的“一种性能优异的45钢及其制备方法”，具体涉及一种锻制工艺；其他的一些专利多为热处理工艺制度。可见上述专利文献数据均未公开解决上述所提及的相关技术问题缺陷。
[0005]因此，针对以上技术问题缺陷，急需设计和开发一种专供数控机床主轴用45钢热轧圆钢棒材及其制备方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的第一目的在于提供一种专供数控机床主轴用45钢热轧圆钢棒材；本专利技术的第二目的在于提供一种专供数控机床主轴用45钢热轧圆钢棒材的制备方法；本专利技术的第一目的是这样实现的：所述棒材化学成份包括：C：0.43～0.46 wt%， Si：0.24～0.30wt%，Mn：0.60～0.70wt%，S≤0.015 wt%， P≤0.025 wt%，Cr: 0.020
‑
0.040wt%，Mo: 0.003
‑
0.008wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
[0007]本专利技术的第二目的是这样实现的：所述方法具体包括如下步骤：所述方法包括钢水冶炼、LF炉精炼、钢水浇铸、钢坯加热、轧制、钢材精整工序，具体包括：A、钢水冶炼：将铁水、废钢及生铁加入LD氧气转炉中，进行常规顶底复合吹炼，按常规量加入石灰、白云石、菱镁球造渣，控制终点碳含量≥0.08 wt%，出钢温度小于1670℃；出钢前向钢包底部加入石灰，石灰的加入量为：4.0kg/t
钢
；出钢时采用渣洗及全程底吹氩工艺，氩气流量控制为20～40NL/min，当钢包中的钢水量大于1/4时，依次向钢包中加入下列
物质：按7.5～9.5kg/t
钢
的量，加入下列质量比的高碳锰铁：Mn 75.8wt%，C 6.7wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按2.0kg/t
钢
的量，加入下列质量比的硅钙钡合金：Si 58.2wt%，Ca 12.5wt%，Ba 16.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按1.5～3.2 kg/t
钢
的量，加入Si含量为 73.5wt%的硅铁；按1.8
‑
3.4kg/t
钢
的量，加入下列质量比的增碳剂：C 92.53wt%，S 0.085wt%，灰份4.15wt%，挥发份 1.64wt%，水份 0.75wt%，其余为不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金及增碳剂；出钢完毕后，对钢水吹氩2分钟，以促进钢水中夹杂物的上浮并排除，改善钢水洁净度；吹氩结束后，将钢水吊送至LF炉精炼工序；B、LF炉精炼：将A步骤出钢完毕钢水吊至LF炉精炼工位接好氩气带，开启氩气采用小氩量吹氩1分钟，然后下电极采用档位8～10档化渣；通电3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温、取样；若渣况较稀，补加石灰1.5～3.0kg/t
钢
，然后加入电石0.6 kg/t
钢
调渣，控制渣碱度为4.0～6.0；之后将钢水温度加热至1585～1595℃后进行喂线处理，喂入具有下列质量比的硅钙线：Si 56.5wt%、Ca 29.5 wt%、其余为Fe及不可避免的不纯物，喂线速度为3.0m/s，喂线量100m；喂线结束采用流量为20～30NL/min的小氩气量对钢水进行软吹氩，软吹时间为5分钟，之后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t
钢
，然后将钢水吊至浇铸工位；C、钢水浇铸：钢水连铸采用全程保护浇铸，在中间包温度为1515～1530℃，拉速为1.8～2.1m/min，二冷比水量为1.2～1.4L/kg的条件下，将B步骤的钢水连铸成断面165mm
×
165mm的大尺寸钢坯，定尺长度为11.7
‑
11.8m；D、钢坯加热：将C步骤的钢坯经输送地辊送入步进式蓄热式天燃气加热炉进行加热，加热炉炉膛气氛采用微正压操作，弱还原性气氛，炉头火焰为弱兰色，炉膛压力为10
‑
24Pa，以防止钢的表面氧化脱碳，钢坯在加热炉加热时间控制为90
‑
120分钟，加热炉均热段炉温控制为1085
‑
1110℃，钢坯开轧温度控制为1010
‑
1030℃；E、轧制：D步骤钢坯从加热炉出钢后，采用一套Φ475
×
6/Φ450
×
2，Φ330
×
4/Φ350
×
6平立(H/V)交替布置的全连轧机组进行轧制，且生产过程遵循稳定的“快轧”原则，轧线设置和在线调整的主要工艺参数如下：（1）粗轧出口料形控制在Φ70
‑
72mm；（2）轧速控制按CP3操作站轧制程序表预设置进行，即生产Φ28mm精品圆钢时轧速12.5
‑
12.7m/s；生产Φ40mm精品圆钢时轧速为9.0
‑
9.2m/s，为保证轧件的变形速率，严禁降速轧制；（3）Φ350
×
6精轧机组的轧辊材质全部使用高硼钢轧辊；（4）成品孔型采用渐开线设计；以提高圆钢棒材的尺寸精度；（5）圆钢棒材直径按正偏差控制，不圆度控制在0.20mm以内；（6）使用减定径装置1架，再进一步提高不圆度（d
±
0.10mm）；（7）终轧温度：980
‑
1030℃，轧件通过裙板上钢系统进入120
×
10.8m2冷床空冷；F、钢材精整：将E步骤空冷后的钢材经对齐辊道、移钢小车，移送至锯切线输入辊道，再由3台Φ650锯机进行切定尺，随后定尺材通过辊道送入定尺收集平台进行定支收集、打捆、称重、喷印、贴标签，最后吊至成品库进行“井”型堆冷，堆冷温度控制≤450℃；堆冷后即获得化学成份如下的专供数控机床大轴用的45钢热轧圆钢精品棒材：C：0.43～0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种专供数控机床主轴用45钢热轧圆钢棒材，其特征在于所述棒材化学成份包括：C：0.43～0.46 wt%， Si：0.24～0.30wt%，Mn：0.60～0.70wt%，S≤0.015 wt%， P≤0.025 wt%，Cr: 0.020
‑
0.040wt%，Mo: 0.003
‑
0.008wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。2.根据权利要求1所述的一种专供数控机床主轴用45钢热轧圆钢棒材，其特征在于所述棒材具体化学成份为C：0.44 wt%，Si：0.25wt%，Mn：0.62wt%，S:0.012 wt%， P:0.025 wt%，Cr: 0.025wt%，Mo: 0.004wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。3.根据权利要求1或2所述的一种专供数控机床主轴用45钢热轧圆钢棒材，其特征在于所述棒材Φ28或40；屈服强度ReL: 390
‑
420Mpa；抗拉强度Rm: 660
‑
705MPa；断后伸长率 A：23.0
‑
27.0%；断面收缩率 Z：43.0
‑
48.0%；硬度HB:205
‑
235；铁素体晶粒度：10.5
‑
11.0级。4.一种专供数控机床主轴用45钢热轧圆钢棒材的制备方法，其特征在于所述方法包括钢水冶炼、LF炉精炼、钢水浇铸、钢坯加热、轧制、钢材精整工序，具体包括：A、钢水冶炼：将铁水、废钢及生铁加入LD氧气转炉中，进行常规顶底复合吹炼，按常规量加入石灰、白云石、菱镁球造渣，控制终点碳含量≥0.08 wt%，出钢温度小于1670℃；出钢前向钢包底部加入石灰，石灰的加入量为：4.0kg/t
钢
；出钢时采用渣洗及全程底吹氩工艺，氩气流量控制为20～40NL/min，当钢包中的钢水量大于1/4时，依次向钢包中加入下列物质：按7.5～9.5kg/t
钢
的量，加入下列质量比的高碳锰铁：Mn 75.8wt%，C 6.7wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按2.0kg/t
钢
的量，加入下列质量比的硅钙钡合金：Si 58.2wt%，Ca 12.5wt%，Ba 16.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按1.5～3.2 kg/t
钢
的量，加入Si含量为 73.5wt%的硅铁；按1.8
‑
3.4kg/t
钢
的量，加入下列质量比的增碳剂：C 92.53wt%，S 0.085wt%，灰份4.15wt%，挥发份 1.64wt%，水份 0.75wt%，其余为不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金及增碳剂；出钢完毕后，对钢水吹氩2分钟，以促进钢水中夹杂物的上浮并排除，改善钢水洁净度；吹氩结束后，将钢水吊送至LF炉精炼工序；B、LF炉精炼：将A步骤出钢完毕钢水吊至LF炉精炼工位接好氩气带，开启氩气采用小氩量吹氩1分钟，然后下电极采用档位8～10档化渣；通电3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温、取样；若渣况较稀，补加石灰1.5～3.0kg/t
钢
，然后加入电石0.6 kg/t
钢
调渣，控制渣碱度为4.0～6.0；之后将钢水温度加热至1585～1595℃后进行喂线处理，喂入具有下列质量比的硅钙线：Si 56.5wt%、Ca 29.5 wt%、其余为Fe及不可避免的不纯物，喂线速度为3.0m/s，喂线量100m；喂线结束采用流量为20～30NL/min的小氩气量对钢水进行软吹氩，软吹时间为5分钟，之后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t
钢
，然后将钢水吊至浇铸工位；C、钢水浇铸：钢水连铸采用全程保护浇铸，在中间包温度为1515～1530℃，拉速为1.8～2.1m/min，二冷比水量为1.2～1.4L/kg的条件下，将B步骤的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓家木，陈伟，刘林刚，李艳萍，彭毅，
申请(专利权)人：武钢集团昆明钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：