【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钢铁产品，涉及一种淬透性优异的8.8级大规格冷镦钢盘条及其生产方法。
技术介绍
1、swrch35k等碳素冷镦钢主要用于生产8.8级高强度螺栓、螺母、外六角螺栓和螺钉等六角法兰标准件。这些标准件广泛应用于机械、电子、汽车、建筑等行业，要求良好的冷变形能力，还要求淬火后硬度达到一定的使用性能要求。
2、随着人们的要求更高，使用规格swrch35k等冷镦钢盘条，按照国标生产生产8.8级六角法兰紧固件过程中，出现以下质量缺陷：(1)当盘条截面大小不同时，由于淬透程度不同，虽然采用同一调质工艺，但其力学性能相差较大；且截面越大，淬透程度越差，力学性能也越差；(2)盘条热处理后发现心部硬度较低，抗拉强度较低。这些质量问题会导致下游用户生产过程中的淬透性不足缺陷，造成批量报废，影响下游用户的稳定生产和合同交付等。
3、cn105543675a公开了一种晶粒细化的冷镦钢及其生产工艺，该冷镦钢按重量百分比其成分为：c 0.32～0.38％、si 0.10～0.35％、mn 0.60～0.90％、cr≤0.20％、p≤0.030％、s≤0.035％、ni≤0.20％、al 0.010～0.040％、ti 0.050～0.080％、cu≤0.30％，余量是fe和不可避免的杂质。包括冶炼、连铸和轧制工序。通过添加al与ti元素，使得材料晶粒细化、组织更加均匀，同时通过选用合理的用al与加ti时机，再加强钢水脱氧，最终通过钢水纯净度与材料晶粒度的提高，使得冷镦钢的冷顶锻性能得到极大改善。但是由于该专利钢中含有一定量
4、cn111534761a公开了一种消防鱼尾螺栓用swrch35k热轧盘条及其生产方法，该热轧盘条成分按重量百分比为：c 0.33-0.36、si 0.12-0.26、mn 0.61-0.70、p≤0.015、s≤0.010、al 0.01-0.03、cu≤0.1、ni≤0.2、cr≤0.2、as≤0.03，余量为fe及不可避免的杂质。采用窄成分控制，满足产品性能稳定、尺寸公差小、单位时间产量高、使用寿命高的要求。但是由于窄成分控制工艺，对于炼钢提出较高要求，容易出现化学成分超出范围，造成钢材报废或降级处理的事故，给工业生产顺行造成较大的困扰。
技术实现思路
1、为解决现有技术的问题，本专利技术提出一种淬透性优异的8.8级大规格冷镦钢及其生产方法，通过微合金化元素进行强韧性匹配轧制工艺控制，来生产大规格冷镦钢盘条，盘条具有较好的变形能力，并可满足标准件淬透性要求，可用于生产8.8级高强度螺栓、螺母、螺钉等六角法兰标准件。
2、一种淬透性优异的8.8级大规格冷镦钢盘条，包括如下质量百分比的化学成分(单位：wt％)：c：0.35～0.39、si：≤0.10、mn：0.60～0.85、cr：0.20～0.40、mo：0.15～0.25、ni：0.05～0.10、al：0.020～0.040、ca：0.0040～0.0080、ce：0.0010～0.0030、n：≤0.0050，余量为fe和不可避免的杂质。
3、上述淬透性优异的8.8级大规格冷镦钢盘条的化学成分的主要作用为：
4、c：c是钢中固溶强化作用最明显的元素，随c含量增加，钢的强度、硬度上升，塑性、韧性下降，c选择0.35％～0.39％；
5、si：si是铁素体固溶强化元素，同时也导致冷镦变形抗力的急剧升高，明显提高模具的消耗，不利于冷加工塑性变形。故si的范围为≤0.10％；
6、mn：mn起固溶强化和细晶强化的作用，并推迟珠光体和铁素体转变，提高钢的强度和加工硬化性能故mn的范围为0.60％～0.85％；
7、cr：cr能提高钢的强韧性，具有较好的冷镦成型性能。同时可有效提高淬透性，保证材料淬火后的强度和硬度。故cr的成分范围为0.20％～0.40％；
8、mo：mo可大幅提高淬透性，保证材料淬火后的硬度和强度。此外，该元素具备极强的耐延迟断裂能力，故mo的含量控制在0.15％～0.25％；
9、ni：ni的晶格常数与γ-铁相近，所以可成连续固溶体。这就有利于提高钢的淬硬性，ni可降低临界点并增加奥氏体的稳定性，所以其淬火温度可降低，淬透性好。ni是一种能够增加c的活度的元素，它能够使碳原子在位错周围聚集，增加堆垛层错能，从而能够抑制裂纹扩展，提高钢的韧性。一般大断面、大规格的钢铁产品都用加ni钢。当它同cr、mo结合的时候，淬透性尤可增高。故ni的含量控制在0.05％～0.10％；
10、al：加入一定含量al(0.020％～0.040％)进行细化晶粒与脱氧，使钢材获得极低的氧含量，减少钢中的非金属夹杂物数量和尺寸；
11、ca：al脱氧钢中主要夹杂物是al2o3，而al2o3夹杂硬度高且带有尖锐的棱角，在钢材后续加工过程极易划伤基体，并且由于其熔点高，容易在水口内壁粘附，影响浇铸的顺利进行，甚至会造成水口堵塞等严重事故。为了避免纯al2o3夹杂的生成，采用ca处理工艺使al2o3夹杂与cao发生反应生成低熔点的铝酸钙夹杂，同时，由于钢中的mns夹杂转变成了cas或cao·al2o3·cas复合夹杂物，提高了钢板的各向同性，提高了钢材基体的性能。故ca的成分设计为0.0040％～0.0080％；
12、ce:加热到奥氏体化时，ce原子必然向奥氏体晶界偏聚，抑制了碳原子向晶界的扩散，延缓渗碳体的形成。在钢中抑制了先共析铁素体的形核，提高淬透性。
13、进一步的，成品盘条的尺寸为
14、上述淬透性优异的8.8级大规格冷镦钢盘条的生产方法，工艺路线为：铁水预处理－转炉冶炼－lf精炼－连铸－连轧－钢坯清理－加热－轧制－控冷。
15、进一步的，在lf精炼中，lf精炼的主要任务是成分微调、温度控制和造渣操作。钢水经lf合金化处理后，将含钙合金包芯线喂入钢包，喂线后氩气弱搅，氩气软吹流量为10～30nl/min，使得钢渣轻微蠕动，钢水不外露，弱搅5～10min后离站。
16、进一步的，所述含钙合金包芯线为双层纯钙包芯线。
17、进一步的，在连铸过程中，中包过热度控制在20～30℃，恒拉速(铸坯拉速控制在0.75±0.02m/min)；二冷比水量控制在0.9～1.2l/kg；结晶器电磁搅拌：搅拌电压为300～500v，电流强度为300～500a，频率为3～8hz；采用电磁搅拌工艺，可以促进钢水中的非金属夹杂物上浮，减轻钢材中夹杂物颗粒大小、并且使夹杂物均匀分布；降低钢材的元素偏析，进而均匀组织，减轻钢材带状组织缺陷；减轻钢坯横裂纹、纵裂纹、角部裂纹等表面缺陷数量和深度，为轧制表面无划伤盘条提供优质原料。
18、进一步的，连铸坯断面尺寸为(250～350)mm×(350～450)mm，
19、进一步的，在连铸过程中，采用保护浇注，钢包、中间包内钢水加入覆盖剂；本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种淬透性优异的8.8级大规格冷镦钢盘条，其特征在于，包括如下质量百分比的化学成分：C：0.35％～0.39％、Si：≤0.10％、Mn：0.60％～0.85％、Cr：0.20％～0.40％、Mo：0.15％～0.25％、Ni：0.05％～0.10％、Al：0.020％～0.040％、Ca：0.0040％～0.0080％、Ce：0.0010～0.0030％、N：≤0.0050％，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的淬透性优异的8.8级大规格冷镦钢盘条，其特征在于，所述盘条的尺寸为
3.根据权利要求1所述的淬透性优异的8.8级大规格冷镦钢盘条，其特征在于，所述盘条的组织为铁素体+珠光体，其中铁素体面积占比40～50％、珠光体面积占比50～60％；纵向带状组织≤2级；A、B类非金属夹杂物≤2级；C、D类非金属夹杂物≤2级；盘条的抗拉强度大于580MPa、延伸率大于22％、面缩率大于45％，1/2冷顶锻合格率90％以上，1/3冷顶锻合格率60％以上；盘条淬火后，横向截面的硬度大于45HRC；其中，淬火工艺：温度880～890℃，水冷或油冷。
4.权利要求1-3中任意一项所述的淬透性优异的8.8级大规格冷镦钢盘条的生产方法，其特征在于，包括：铁水预处理－转炉冶炼－LF精炼－连铸－连轧－钢坯清理－加热－轧制－控冷；
5.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于，在LF精炼过程中，钢水经LF合金化处理后，将含钙合金包芯线喂入钢包，喂线后氩气弱搅，氩气流量为10～30NL/min，弱搅5～10min后离站。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述含钙合金包芯线为双层纯钙包芯线。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在连铸过程中，中包过热度控制在20～30℃，铸坯拉速控制在0.75±0.02m/min；二冷比水量控制在0.9～1.2L/kg；采用结晶器电磁搅拌：搅拌电压为300～500V，电流强度为300～500A，频率为3～8Hz。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在连铸过程中，连铸坯断面尺寸为(250～350)mm×(350～450)mm；采用保护浇注，钢包、中间包内钢水加入覆盖剂；大包至中间包、中间包到结晶器采用保护套管并吹氩保护；结晶器内加入保护渣。
...【技术特征摘要】
1.一种淬透性优异的8.8级大规格冷镦钢盘条，其特征在于，包括如下质量百分比的化学成分：c：0.35％～0.39％、si：≤0.10％、mn：0.60％～0.85％、cr：0.20％～0.40％、mo：0.15％～0.25％、ni：0.05％～0.10％、al：0.020％～0.040％、ca：0.0040％～0.0080％、ce：0.0010～0.0030％、n：≤0.0050％，余量为fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的淬透性优异的8.8级大规格冷镦钢盘条，其特征在于，所述盘条的尺寸为
3.根据权利要求1所述的淬透性优异的8.8级大规格冷镦钢盘条，其特征在于，所述盘条的组织为铁素体+珠光体，其中铁素体面积占比40～50％、珠光体面积占比50～60％；纵向带状组织≤2级；a、b类非金属夹杂物≤2级；c、d类非金属夹杂物≤2级；盘条的抗拉强度大于580mpa、延伸率大于22％、面缩率大于45％，1/2冷顶锻合格率90％以上，1/3冷顶锻合格率60％以上；盘条淬火后，横向截面的硬度大于45hrc；其中，淬火工艺：温度880～890℃，水冷或油冷。
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【专利技术属性】
技术研发人员：马立国，郭大勇，杨迎强，杨辉，高航，王秉喜，宫文赫，李旭，张博，潘阳，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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