【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冷成型加工，涉及一种冷成型齿圈用热轧盘条及其制备方法。
技术介绍
1、冷成型通常是指在不加热的情况下对金属材料成型加工，常见的冷成型工艺有冷镦、冷轧、冷挤压、冷拔、冷弯、冷锻等，其中冷镦主要用于生产紧固件，冷轧主要用于生产薄板带，冷挤压常用于生产非标件，冷拔常用于生产钢丝钢棒，冷弯常用于生产型钢，冷锻常用于生产精密零件及钢管。从加工体量来看，冷镦和冷轧加工量相对较大，冷挤压、冷拔、冷弯、冷锻加工量相对较少。相对热成型加工，冷成型具有一定的优势，包括可加工成适用较小的荷载和较短的跨度，可以经济地得到所需的截面形状，获得更高的强度重量比，获得更高的尺寸精度等。无论采用何种冷成型加工工艺，都对金属材料的塑性提出了较高的要求，特别在加工过程中无球化退火又采用两种及以上冷成型加工工艺联合生产时，材料容易出现冷加工开裂、断裂问题。
2、齿圈是用于紧固于飞轮外缘上，用来与起动机齿轮啮合，带动曲轴旋转起动发动机，是燃油汽车必备零部件。齿圈主流加工工艺流程为热轧钢材→冷轧→去应力退火→冷拔→绕圈→焊接→正火→调质热处理，其加工工艺中包含冷轧、冷拔两个工艺，是典型的冷成型加工，技术难度较大，存在较多加工问题：其中热轧钢材通常为圆钢或盘条，在冷轧成方钢过程中角部变形量较大易产生裂纹，因此对钢材塑性要求较高；为保证齿圈加工绕圈时的圈形及尺寸大小一致，要求冷拔后的半成品具有一定的强度，因此冷轧后的方钢不能采用球化退火以免钢材强度过低，仅能使用去应力退火减轻冷轧对材料塑性降低的影响，但退火后的钢材还需要冷拔成型，这进一步提高了对材
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术通过优化钢的化学成分，采用“转炉—lf冶炼—连铸—开坯—盘条轧制”制备工艺流程，结合控轧控冷工艺的应用，有效提高了钢的塑性和强度，保证了钢的调质热处理性能和耐晶粒粗化，满足了下游用户采用“冷轧+冷拔”冷成型工艺生产齿圈的需求。
2、本专利技术所采用的技术方案是：一种冷成型齿圈用热轧盘条及其制备方法，包括化学成分设计、制备工艺流程。下面对本专利技术的盘条制备方法做详细叙述。
3、化学成分设计：
4、冷成型齿圈用热轧盘条的化学成分按重量百分数计为：c：0.42～0.48％，si：≤0.10％，mn：0.30～0.50％，v：0.010～0.020％，b：0.0015～0.0030％，ti:0.015～0.025％，al：0.030～0.050％，p、s：≤0.030％，cr、ni、cu≤0.20％，n：≤40ppm，其余为铁和不可避免的杂质。
5、其中，添加v元素可有效提高钢的塑性和强度，并提高钢的耐晶粒粗化性能；降低n元素主要为了降低冷轧、冷拔加工中材料出现开裂的风险；添加b和ti元素可有效改善钢的调质热处理性能，并有利于提高钢的塑性；结合c、si、mn、al等其他元素的组合，优化各组分含量，实现本专利技术提高钢的塑性和强度，保证了钢的调质热处理性能和耐晶粒粗化，满足了下游用户采用“冷轧+冷拔”冷成型加工齿圈的效果。
6、制备工艺流程：
7、制备工艺流程为转炉—lf冶炼—连铸—开坯—盘条轧制；
8、盘条轧制工序：
9、盘条轧制工序以热送的160mm*160mm轧坯为原料，经蓄热式加热炉加热至1000～1050℃，之后采用装备psm三辊减定径机组轧线轧制，冷却采用具有恒温功能的保温隧道控制冷却；轧制温度765±15℃，终轧温度≤800℃；轧后使用热卷曲机收集成卷，卷曲温度735±15℃；卷曲后的盘条立即进入保温隧道控制冷却，保温隧道恒温控制695±5℃，盘条保温时间90～120min，随后出保温隧道在空气中自然冷却至常温。盘条轧制中的粗轧、中轧对盘条的性能无明显影响，故采用常规工艺即可；
10、转炉工序：
11、转炉冶炼以铁水和废钢作为炉料，废钢质量占比25％～30％；转炉冶炼前期吹氧脱碳、脱硅，随后底吹氩气搅拌，使用石灰和化渣剂造渣；转炉冶炼后期进行脱氧和合金化操作，出钢时先加入铝块进行脱氧，之后加入高碳锰铁合金化。转炉出钢温度≥1620℃，出钢碳控制在0.06％～0.15％；
12、lf冶炼工序：
13、lf冶炼工序前期喂入铝线将铝含量调整至标准要求范围，之后加入钛线、硼线、钒铁，并补加增碳剂，将化学成分调整至标准要求范围。
14、连铸工序：
15、连铸工序连铸断面为220mm*260mm，二冷水采用比水量0.8～1.0l/kg冷却强度，冷却方式为气雾冷却；连铸采用慢拉速控制，拉速要求1.0～1.2m/min；连铸开浇炉过热度控制在20～30℃，连浇炉过热度控制要求≤20℃，连铸坯避风堆冷，开启末端电磁搅拌；
16、开坯工序：
17、通过步进式加热炉将220mm*260mm断面连铸坯加热至1150～1200℃，采用5架次平立交替轧机轧制成160mm*160mm断面热轧坯，热送至盘条轧制工序，热送温度650～750℃。
18、由上述方法制得的热轧盘条用于制作齿圈，齿圈的加工工艺及性能要求：
19、齿圈加工工艺流程为热轧盘条→冷轧→去应力退火→冷拔→绕圈→焊接→正火→调质热处理，技术指标要求：齿圈性能要求：抗拉强度900～950mpa，伸长率a≥25％，奥氏体晶粒度：7～8级；冷拔后半成品：抗拉强度680～730mpa。
20、热轧盘条冷轧成方钢后无开裂，经过去应力退火、冷拔后的半成品绕圈时圈形及尺寸大小一致，齿圈经过焊接、正火、调质热处理等多个工序加工后机械性能及晶粒度均满足要求。
21、本专利技术的有益效果为：
22、本专利技术通过优化钢的化学成分，采用“转炉—lf冶炼—连铸—开坯—盘条轧制”制备工艺流程，结合控轧控冷工艺的应用，有效提高了钢的塑性和强度，保证了钢的调质热处理性能和耐晶粒粗化。以本专利技术生产的热轧盘条为原料，采用“热轧盘条→冷轧→去应力退火→冷拔→绕圈→焊接→正火→调质热处理”工艺流程生产的齿圈成品、冷拔后半成品技术指标符合要求；加工过程中，冷轧成方钢后无开裂，经过去应力退火、冷拔后的半成品绕圈时圈形及尺寸大小一致，齿圈经过焊接、正火、调质热处理等多个工序加工后机械性能及晶粒度均符合要求，满足了下游用户采用“冷轧+冷拔”冷成型工艺生产齿圈的需求。
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1.一种冷成型齿圈用热轧盘条，其特征在于：所述冷成型齿圈用热轧盘条的化学成分按重量百分数计为：C：0.42～0.48％，Si：≤0.10％，Mn：0.30～0.50％，V：0.010～0.020％，B：0.0015～0.0030％，Ti：0.015～0.025％，Al：0.030～0.050％，P、S：≤0.030％，Cr、Ni、Cu≤0.20％，N≤40ppm，其余为铁和不可避免的杂质。
2.一种冷成型齿圈用热轧盘条的制备方法，其特征在于：所述的冷成型齿圈用热轧盘条的制备工艺流程为：转炉—LF冶炼—连铸—开坯—盘条轧制。
3.根据权利要求2所述的冷成型齿圈用热轧盘条的制备方法，其特征在于：所述盘条轧制工序为：
4.根据权利要求2所述的冷成型齿圈用热轧盘条的制备方法，其特征在于：所述转炉工序为：
5.根据权利要求2所述的冷成型齿圈用热轧盘条的制备方法，其特征在于：所述LF冶炼工序为：
6.根据权利要求2所述的冷成型齿圈用热轧盘条的制备方法，其特征在于：所述连铸工序为：
7.根据权利要求2所述的冷成型齿圈用热轧
...【技术特征摘要】
1.一种冷成型齿圈用热轧盘条，其特征在于：所述冷成型齿圈用热轧盘条的化学成分按重量百分数计为：c：0.42～0.48％，si：≤0.10％，mn：0.30～0.50％，v：0.010～0.020％，b：0.0015～0.0030％，ti：0.015～0.025％，al：0.030～0.050％，p、s：≤0.030％，cr、ni、cu≤0.20％，n≤40ppm，其余为铁和不可避免的杂质。
2.一种冷成型齿圈用热轧盘条的制备方法，其特征在于：所述的冷成型齿圈用热轧盘条的制备工艺流程为：转炉—lf冶炼—连...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏振伟，李辉成，高协清，韩健，赵赟，周淼，
申请(专利权)人：中天钢铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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