一种高纯净度的高碳合金钢及其生产工艺制造技术

本申请涉及钢铁冶金的技术领域，具体公开了一种高纯净度的高碳合金钢及其生产工艺。高碳合金钢，其包括以下重量百分含量的原料：碳0.8

【技术实现步骤摘要】
一种高纯净度的高碳合金钢及其生产工艺


[0001]本申请涉及钢铁冶金
，尤其是涉及一种高纯净度的高碳合金钢及其生产工艺。

技术介绍

[0002]随着社会经济的不断发展，合金钢的出现也越来越频繁。除铁、碳外，加入其它的合金元素，叫做合金钢。高碳合金钢属于合金钢的一种，含碳量高一些，且高碳合金钢具有良好的淬透性、较高的淬硬性、热处理变形量较小、耐磨性高，广泛应用于五金、家电、工具、石材加工、汽车、纺织等各个行业。
[0003]目前，高碳合金钢一般的组成元素有碳、硅、锰、铬、钒、钛、镍等，经过高温烧结后冷却至室温加工而成，但是，在加工制作的过程中，高碳合金钢中会夹杂氧、氮等有害杂质元素，导致高碳合金钢的纯净度较低，影响使用。

技术实现思路

[0004]为了提高高碳合金钢的纯净度，本申请提供一种高纯净度的高碳合金钢及其生产工艺。
[0005]第一方面，本申请提供一种高纯净度的高碳合金钢，采用如下技术方案：一种高纯净度的高碳合金钢，其包括以下重量百分含量的原料：碳0.8
‑
0.95％、硅0.45
‑
0.65％、锰0.55
‑
0.7％、铬0.1
‑
0.35％、钒0.05
‑
0.12％、钛0.01
‑
0.05％、镍0.01
‑
0.05％、混合稀土金属丝0.1
‑
0.3％、预熔渣0.2
‑
0.8％、脱氧脱硫剂0.1
‑
0.5％、余量为铁和不可避免的杂质。
[0006]通过采用上述技术方案，本申请的高碳合金钢，通过各原料之间的协同作用，不仅能够使合金钢保持较优的晶粒度、中心疏松等级和偏析等级，还能够降低合金钢中的氧含量、氮含量和硫含量，有助于提高合金钢的纯净度，其中，氧含量为2.5
‑
4.0ppm，氮含量为1.3
‑
3.2ppm，硫含量为1.8
‑
2.9ppm，晶粒度为7.5
‑
10.5级，中心疏松等级为1级，偏析等级为1级。
[0007]碳是合金钢中的最基本的强化元素，碳含量较高时，合金钢的拉伸强度较高，但是，过量的碳会促进中心偏析处先共析渗碳体的析出，降低塑性，因此控制碳量在0.8
‑
0.95％之间。硅是铁强化元素，硅在渗碳体界面的富集有助于防止渗碳体在稳定化处理过程中发生分解，提高加工过程中的热稳定性，改善合金钢的致密性和热轧性能，提高强度；硅也是重要的脱氧剂，有助于降低合金钢中的氧含量，减少夹杂物。锰在合金钢中主要用于增加强度，同时可以增加奥氏体的稳定性，降低相变温度；同时，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，可降低合金钢中的氧含量和硫含量。铬是碳化物生成元素，在合金钢中主要存在于渗碳体片层中通过置换作用形成合金渗碳体，铬加入可提高奥氏体的稳定性，阻止热轧时晶粒的长大。钒能够降低相变温度，钒在奥氏体中的固溶度适中，强化效果明显，能够有效减少晶界渗碳体的析出，防止形成网状渗碳体。钛能够固定合金钢中的自由氮，防止氮在拉丝升
温后产生应变时效；钛可抑制热轧时奥氏体晶粒的长大，还可以起到脱氧的作用。镍可提高合金钢的塑性和耐腐蚀能力。
[0008]混合稀土金属丝是由多种稀土元素混合而成，具有高沸点，能够在合金钢的加工过程中保持较高浓度的元素，因此可作为强脱氧剂和脱硫剂，加入合金钢的原料中，稀土元素跟氧和硫作用，能够在电磁场的作用下，作用产物随预熔渣排出，能够进一步减少合金钢中的杂质，从而提高合金钢的纯净度。预熔渣加入合金钢中，能够起到脱氧脱硫的作用，还能够吸附夹杂物，减少合金钢中的杂质，从而提高合金钢的纯净度。
[0009]作为优选：其包括以下重量百分含量的原料：碳0.86
‑
0.9％、硅0.5
‑
0.6％、锰0.58
‑
0.62％、铬0.15
‑
0.28％、钒0.06
‑
0.09％、钛0.02
‑
0.04％、镍0.02
‑
0.04％、混合稀土金属丝0.15
‑
0.25％、预熔渣0.4
‑
0.6％、脱氧脱硫剂0.2
‑
0.3％、余量为铁和不可避免的杂质。
[0010]通过采用上述技术方案，通过对合金钢各原料的掺量进行优化，有助于使各原料更好的发挥作用，进一步提高合金钢的纯净度。
[0011]作为优选：所述混合稀土金属丝为ReCe
‑
48。
[0012]作为优选：所述混合稀土金属丝的直径为2.5
‑
4mm。
[0013]通过采用上述技术方案，混合稀土金属丝ReCe
‑
48是采用稀土金属Re和Ce的混合物制成的，其中，Re具有高熔点、强度和硬度，能够细化晶粒，提高晶粒度；Ce的丰富度较高，通过与Re之间的协同作用，对混合稀土金属丝的直径进行限定，能够增强脱氧脱硫的作用，能够使合金钢不仅保持良好的晶粒度，还能够减少氧、硫的含量，提高合金钢的纯净度。
[0014]第二方面，本申请提供一种高纯净度的高碳合金钢的生产工艺，采用如下技术方案：一种高纯净度的高碳合金钢的生产工艺，包括如下步骤：S1：将铁熔化，加入碳、硅、锰、铬、钒、钛、镍，混合均匀，得到钢水，加入混合稀土金属丝，混合均匀后，保温，得到混合液A；S2：将混合液A进行真空处理，进行第一次精炼，得到混合液B；S3：待混合液B冷却后，向混合液B中加入预熔渣，且在电磁场的作用下进行第二次精炼，扒渣后，得到混合液C；S4：待混合液C冷却后，向混合液C中加入脱氧脱硫剂，混合均匀，浇筑后得到高碳合金钢。
[0015]进一步的，一种高纯净度的高碳合金钢的生产工艺，包括如下步骤：S1：将铁放在1600
‑
1700℃的温度下熔化，加入碳、硅、锰、铬、钒、钛、镍，搅拌30
‑
40min，得到钢水，加入混合稀土金属丝，搅拌20
‑
30min，保温5
‑
10min，得到混合液A；S2：将混合液A进行真空处理，进行第一次精炼，精炼时间为30
‑
40min，得到混合液B；S3：待混合液B冷却至表面结膜后，向混合液B中加入预熔渣，搅拌30
‑
40min，升温至1400
‑
1600℃，且在频率为1000
‑
2500Hz的电磁场下进行第二次精炼，精炼时间为5
‑
10min，扒渣后得到混合液C；S4：待混合液C冷却至表面结膜后，向混合液C中加入脱氧脱硫剂，搅拌10
‑
15min，浇筑后得到高碳合金钢。
[0016]作为优选：步骤S2中真空处理的真空度为0.05
‑
1.25Pa。
[0017]通过采用上述技术方案，首先，将铁、碳、硅、锰、铬本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高纯净度的高碳合金钢，其特征在于：其包括以下重量百分含量的原料：碳0.8
‑
0.95%、硅0.45
‑
0.65%、锰0.55
‑
0.7%、铬0.1
‑
0.35%、钒0.05
‑
0.12%、钛0.01
‑
0.05%、镍0.01
‑
0.05%、混合稀土金属丝0.1
‑
0.3%、预熔渣0.2
‑
0.8%、脱氧脱硫剂0.1
‑
0.5%、余量为铁和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种高纯净度的高碳合金钢，其特征在于：其包括以下重量百分含量的原料：碳0.86
‑
0.9%、硅0.5
‑
0.6%、锰0.58
‑
0.62%、铬0.15
‑
0.28%、钒0.06
‑
0.09%、钛0.02
‑
0.04%、镍0.02
‑
0.04%、混合稀土金属丝0.15
‑
0.25%、预熔渣0.4
‑
0.6%、脱氧脱硫剂0.2
‑
0.3%、余量为铁和不可避免的杂质。3.根据权利要求1所述的一种高纯净度的高碳合金钢，其特征在于：所述混合稀土金属丝为ReCe
‑
48。4.根据权利要求3所述的一种高纯净度的高碳合金钢，其特征在于：所述混合稀土金属丝的直径为2.5
‑
4mm。5.一种如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：包石磊，牟贝成，温国栋，康坤，许明杰，刘和家，韩常海，梁玉龙，卢向森，谷召坤，
申请(专利权)人：天津荣程联合钢铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：