过共析弹簧钢盘条及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种过共析弹簧钢盘条及其生产方法，通过高C含量来提升盘条自身强度和成品弹簧钢丝的强度，结合低Si的成分设计，消除了因高Si带来的脱碳层较厚的问题，提高了盘条的表面质量，使得本发明专利技术的弹簧钢盘条在实现高强高塑性提升的同时，疲劳寿命得到提升。在采用低Si和低Mn合金成分设计的情况下，通过对生产流程中工艺参数进行控制，从而对偏析程度及夹杂物类型和尺寸进行调控，并通过对洁净度和偏析的控制来提高钢材的强度。偏析的控制来提高钢材的强度。偏析的控制来提高钢材的强度。

【技术实现步骤摘要】
过共析弹簧钢盘条及其制造方法


[0001]本专利技术涉及合金
，具体地涉及一种过共析弹簧钢盘条及其制造方法。

技术介绍

[0002]弹簧是重要的基础件，广泛应用于汽车、机械、铁路等领域。弹簧在服役过程中要承担复杂的载荷，其失效方式主要是疲劳断裂。过共析钢是指碳含量＞0.76%的钢材，其具有强度高、加工硬化率高、拉丝性能好等优点，广泛应用于钢绞线、缆索、钢丝绳、弹簧等领域。在铁碳二元系统中，0.76%的碳含量是热力学共析点，理论上缓慢冷却后得到100%的共析珠光体组织。对碳含量＞0.76%的过共析钢，理论上在缓慢冷却过程中，会在共析转变以上的温度形成先共析渗碳体组织，当先共析渗碳体比较严重时就会在奥氏体晶界上连成网状，这种网状碳化物对高碳钢是一种致命缺陷，破坏了基体的连续性，很容易导致拉拔断丝。
[0003]现有技术大部分通过采用高硅或高锰的化学元素设计，并配合冶炼和轧制工艺优化，来提高盘条的各项性能。但是硅的增加容易提高弹簧钢的脱碳倾向，增加脱碳层厚度，降低疲劳性能。而采用高锰的成分设计，对于盘条控轧控冷的难度也会增加，容易出现马氏体等异常组织，导致拉拔断丝以及疲劳断裂。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种过共析弹簧钢盘条及其制造方法。
[0005]本专利技术提供一种过共析弹簧钢盘条生产方法，包括步骤：所述盘条的化学成分以质量百分比计包括：C:0.90~0.94%、Si:0.15~0.25%、Mn:0.30~0.50%、Cr:0.15~0.25%以及余量的铁和杂质，部分有害杂质元素要求为Ti≤0.0008%、Al≤0.002%、S≤0.003%、O≤0.002%、N≤0.004%；所述生产方法包括步骤：按照上述化学成分配比，依次通过铁水脱硫、转炉冶炼和LF精炼进行冶炼得到钢液；将所述钢液通过连铸工序铸造形成连铸坯；将所述连铸坯通过连轧开坯工序轧制得到中间坯；将所述中间坯进行高线轧制得到盘条；在所述LF精炼工序中，采用碱度为0.95~1.05的精炼渣进行造渣处理，使所述盘条内Al2O3类夹杂物尺寸≤10μm，TiN类夹杂物尺寸≤5μm，其余夹杂物类型为CaO
‑
SiO2‑
MgO
‑
Al2O3‑
MnO系复合夹杂物，其中，在所述复合夹杂物中SiO2组分含量为50~70%。
[0006]作为本专利技术的进一步改进，在将所述钢液通过连铸工序铸造形成连铸坯之后，还包括：将所述连铸坯送入保温坑保温，在送入所述保温坑时，将所述连铸坯角部温度控制在600~800℃的范围内，保温时间控制在≥60h。
[0007]作为本专利技术的进一步改进，所述将所述连铸坯通过连轧开坯工序轧制得到中间坯，具体包括：采用9台机架对所述连铸坯进行连轧处理，所述机架间轧辊进行水冷，水冷水压控制在6~7bar，将开坯后得到的所述中间坯表面温度控制在650~700℃。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，在轧制得到所述中间坯后，还包括：对所述中间坯进行全表面修磨处理，去除所述中间坯表面在连铸和开坯过程中形成的脱碳层和裂纹。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述对所述中间坯进行全表面修磨处理，具体包括：对所述中间坯进行全表面修磨处理，其中，所述中间坯面部修磨深度不小于1mm，所述中间坯角部修磨深度不小于1.3mm。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，还包括：将所述连铸坯经开坯轧制工序和高线轧制工序轧制得到盘条的总压缩比控制为不小于2000倍。
[0011]一种过共析弹簧钢盘条，采用上述的过共析弹簧钢盘条生产方法制造得到。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，在所述盘条横截面上，最大夹杂物尺寸≤15μm，在GB/T10561标准下的A、B、C、D类夹杂物评级均≤1.0级，且A、B、C、D类夹杂物评级之和≤2.0级，Ds类夹杂物评级≤0.5级。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述盘条横截面偏析最严重区域与所述盘条基体区域的碳含量比值≤1.08。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述盘条表面无折叠，表面裂纹深度≤30μm，表面脱碳层深度≤线材直径
×
0.003，表面无全脱碳层。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述盘条直径为5~8mm，抗拉强度为1180~1320MPa，断面收缩率为35~45%，断后伸长率为12~16%，屈强比为1.20~1.60。
[0016]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过高C含量来提升盘条自身强度和成品弹簧钢丝的强度，结合低Si的成分设计，消除了因高Si带来的脱碳层较厚的问题，提高了盘条的表面质量，使得本专利技术的弹簧钢盘条在实现高强高塑性提升的同时，疲劳寿命得到提升。在采用低Si和低Mn合金成分设计的情况下，通过对生产流程中工艺参数进行控制，从而对偏析程度及夹杂物类型和尺寸进行调控，并通过对洁净度和偏析的控制来提高钢材的强度。
附图说明
[0017]图1是本专利技术一实施方式中过共析弹簧钢盘条生产方法的流程示意图。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术具体实施方式及相应的附图对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]下面详细描述本专利技术的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0020]本实施方式提供一种过共析弹簧钢盘条及其生产方法，所提供的过共析弹簧钢盘条相比于现有弹簧钢盘条，采用高C、低Si、低Mn的合金体系，避免了添加过多Si可能带来的脱碳问题，及添加过多Mn导致的控轧控冷难度增加等问题。在Si和Mn添加量较少的情况下，在钢液精炼过程中采用中低碱度的精炼渣，减少了最终钢材中Al2O3类夹杂物的含量，将夹杂物类型控制为低熔点夹杂体系，以提高其在开坯轧制和高线轧制过程中的变形能力，使其在轧制时能够随钢材基体一起延伸并与基体保持良好的结合，从而显著降低夹杂物的危害作用，提高盘条强度。
[0021]本实施方式提供的盘条的化学成分以质量百分比计包括：C:0.90~0.94%、Si:0.15~0.25%、Mn:0.30~0.50%、Cr:0.15~0.25%以及余量的铁和杂质，部分有害杂质元素要求为Ti≤0.0008%、Al≤0.002%、S≤0.003%、O≤0.002%、N≤0.004%。
[0022]具体地，盘条的化学成分的设计原理说明如下：C：作为钢材中重要的强化元素，提高C含量有助于增加钢材的强度，同时C也是最经济的强化元素，但是C的增加容易导致形成晶界渗碳体的产生，对组织均匀性造成破坏，因此本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种过共析弹簧钢盘条生产方法，其特征在于，包括步骤：所述盘条的化学成分以质量百分比计包括：C:0.90~0.94%、Si:0.15~0.25%、Mn:0.30~0.50%、Cr:0.15~0.25%以及余量的铁和杂质，部分有害杂质元素要求为Ti≤0.0008%、Al≤0.002%、S≤0.003%、O≤0.002%、N≤0.004%；所述生产方法包括步骤：按照上述化学成分配比，依次通过铁水脱硫、转炉冶炼和LF精炼进行冶炼得到钢液；将所述钢液通过连铸工序铸造形成连铸坯；将所述连铸坯通过连轧开坯工序轧制得到中间坯；将所述中间坯进行高线轧制得到盘条；在所述LF精炼工序中，采用碱度为0.95~1.05的精炼渣进行造渣处理，使所述盘条内Al2O3类夹杂物尺寸≤10μm，TiN类夹杂物尺寸≤5μm，其余夹杂物类型为CaO
‑
SiO2‑
MgO
‑
Al2O3‑
MnO系复合夹杂物，其中，在所述复合夹杂物中SiO2组分含量为50~70%。2.根据权利要求1所述的过共析弹簧钢盘条生产方法，其特征在于，在将所述钢液通过连铸工序铸造形成连铸坯之后，还包括：将所述连铸坯送入保温坑保温，在送入所述保温坑时，将所述连铸坯角部温度控制在600~800℃的范围内，保温时间控制在≥60h。3.根据权利要求1所述的过共析弹簧钢盘条生产方法，其特征在于，所述将所述连铸坯通过连轧开坯工序轧制得到中间坯，具体包括：采用9台机架对所述连铸坯进行连轧处理，所述机架间轧辊进行水冷，水冷水压控制在6~7bar，将开坯后得到的所述中间坯表面温度控制在650~700℃。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：麻晗，沈奎，
申请(专利权)人：江苏省沙钢钢铁研究院有限公司江苏沙钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：