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CN108559910A - 一种全流程TMCP热机轧制55SiCr弹簧钢及其生产方法 - Google Patents

一种全流程TMCP热机轧制55SiCr弹簧钢及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种全流程TMCP热机轧制55SiCr弹簧钢及其生产方法，含有：C0.52～0.58％、Si1.20～1.60％、Mn 0.50～0.80％、Cr0.60～0.80％、Ni≤0.10％、Cu≤0.10％、Ti≤0.0020％、P≤0.015％、S≤0.010％、Alt≤0.010％、O≤10PPm、H≤1.0PPm，其余为Fe及不可避免的杂质。与现有技术相比，本发明成品表面无全脱碳层，总脱碳层深度＜0.10mm，金相组织为珠光体+少量铁素体，表面无超细晶粒层，非金属夹杂物A、B、C、D、Ds类评级均小于等于1.0级，与普通弹簧相比有更好的塑韧性，提高其使用的耐久性和安全性。

Description

一种全流程TMCP热机轧制55SiCr弹簧钢及其生产方法
技术领域
本发明属于弹簧钢及其生产工艺技术领域，尤其涉及一种全流程TMCP热机轧制55SiCr弹簧钢及其生产方法。
背景技术
弹簧是机械行业和日常生活中最常用的零件。近年来随着现代汽车行业的迅速发展以及轻量化要求，弹簧钢向高应力、高可靠性迈进，弹簧市场由价格竞争转向技术质量竞争，对弹簧的疲劳强度和抗弹减性能要求越来越高，这都对弹簧钢生产工艺稳定性提出了十分苛刻的要求，因此要不断提升弹簧线材质量。
目前我国弹簧钢虽能达到国际先进水平，其中悬架簧用弹簧钢丝盘条国产化率约为90％；但是质量稳定性差，与国际先进水平还存在一定差距，其主要原因如下：从炼钢装备水平来看，国内外基本相当，但国内钢厂尚未完全掌握夹杂物变性生产工艺，成品夹杂物控制水平不稳定；由于加热炉装备水平、研发管理等原因，国内弹簧钢表面脱碳现象难以完全避免，有时还很严重；此外弹簧钢线材表面质量、成分偏析和组织偏析等问题仍没有完全解决。高档悬架簧用弹簧钢丝盘条生产原料还需从日本、韩国和德国等国家进口。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全流程TMCP热机轧制55SiCr弹簧钢，具有低成本、高表面质量和高疲劳性的特点。
本发明的另一目的在于提供一种全流程TMCP热机轧制55SiCr弹簧钢的生产方法，设计包括加热工艺、控制轧制、控制冷却工艺，生产工艺稳定、可靠，适合大工业生产。
本发明具体技术方案如下：
一种全流程TMCP热机轧制55SiCr弹簧钢，包括以下重量百分比的化学成分：
C 0.52～0.58％、Si 1.20～1.60％、Mn 0.50～0.80％、Cr 0.60～0.80％、Ni≤0.10％、Cu≤0.10％、Ti≤0.0020％、P≤0.015％、S≤0.010％、Alt≤0.010％、O≤10PPm、H≤1.0PPm，其余为Fe及不可避免的杂质。
C、Si、Mn、Cr含量控制可保证最终弹簧成品的组织和力学性能，低Ti、Al、O、H含量控制可保证55SiCr弹簧钢材的非金属夹杂物含量少，提高弹簧成品的疲劳性能。
本发明提供的全流程TMCP热机轧制55SiCr弹簧钢的生产方法为：配原料→电炉冶炼→LF+RH真空精炼→大圆坯连铸→加热→初轧开坯→连轧→轧制方坯→探伤、修磨→高线加热炉加热→控轧控冷→减定径机→吐丝机→盘条成品→包装入库。
进一步的，所述控轧控冷具体为：
加热温度为950～1030℃，目标温度1000℃；方坯在炉时间≤110min；开轧温度为890～930℃，目标温度910℃；终轧温度为780～820℃，目标温度800℃；吐丝温度为820～860℃，目标温度为840℃。
该控扎控冷工艺，可保证55SiCr弹簧钢热轧线材的表面质量为：全脱碳层为0，总脱碳层深度＜0.10mm，金相组织为珠光体+少量铁素体，表面无超细晶粒层，力学性能优良。
本发明55SiCr弹簧钢只需要按常规冶炼工艺，根据上述内容冶炼，并采用控轧控冷工艺进行轧制，即可生产出汽车悬架簧用弹簧钢55SiCr线材，与现有技术相比，本发明生产出的线材成品力学性能可达到下列要求：抗拉强度Rm：980～1200MPa，断后伸长率A≥15％，断面收缩率Z≥50％，表面无全脱碳层，总脱碳层深度＜0.10mm，金相组织为珠光体+少量铁素体，表面无超细晶粒层，非金属夹杂物A、B、C、D、Ds类评级均小于等于1.0级，与普通弹簧相比具有更好的塑韧性，提高其使用的耐久性和安全性。
附图说明
图1为实施例1生产的55SiCr弹簧钢热轧盘条组织；
图2为实施例2生产的55SiCr弹簧钢热轧盘条组织；
图3为实施例1生产的55SiCr弹簧钢热轧盘条表面脱碳(全脱碳层深度0，总脱碳层深度0.03mm)；
图4实施例2生产的55SiCr弹簧钢热轧盘条表面脱碳(全脱碳层深度0，总脱碳层深度0.05mm)。
具体实施方式
实施例1
一种全流程TMCP热机轧制55SiCr弹簧钢，包括以下重量百分比的化学成分：见下表1，其余为Fe及不可避免的杂质。
一种全流程TMCP热机轧制55SiCr弹簧钢的生产方法：按照上述的化学成分配比进行配料→电炉冶炼→LF+RH真空精炼→大圆坯连铸→加热→初轧开坯→连轧→轧制方坯→探伤、修磨→高线加热炉加热→控轧控冷→减定径机→吐丝机→盘条成品→包装入库。具体为采用电弧炉冶炼→LF炉精炼→真空脱气→连铸Φ380mm圆坯→150mm×150mm方坯轧制→表面修磨→高速线材控轧控冷，轧制规格为Φ10mm线材。其中线材轧制时，控制加热温度1000℃、方坯在炉时间为100min、开轧温度为910℃、终轧温度为780℃、吐丝温度为820℃。保证55SiCr弹簧钢热轧线材的表面质量为：全脱碳层为0，总脱碳层深度0.03mm，金相组织为珠光体+少量铁素体，表面无超细晶粒层，力学性能优良。
实施例2
一种全流程TMCP热机轧制55SiCr弹簧钢，包括以下重量百分比的化学成分：见下表1，其余为Fe及不可避免的杂质。
一种全流程TMCP热机轧制55SiCr弹簧钢的生产方法：按照上述的化学成分配比进行配料→电炉冶炼→LF+RH真空精炼→大圆坯连铸→加热→初轧开坯→连轧→轧制方坯→探伤、修磨→高线加热炉加热→控轧控冷→减定径机→吐丝机→盘条成品→包装入库。具体为采用电弧炉冶炼→LF炉精炼→真空脱气→连铸Φ380mm圆坯→150mm×150mm方坯轧制→表面修磨→高速线材控轧控冷，轧制规格为Φ14mm线材。其中线材轧制时，控制加热温度980℃、方坯在炉时间为110min、开轧温度为900℃、终轧温度为800℃、吐丝温度为840℃。保证55SiCr弹簧钢热轧线材的表面质量为：全脱碳层为0，总脱碳层深度0.05mm，金相组织为珠光体+少量铁素体，表面无超细晶粒层，力学性能优良。
得到的线材成品组织见图1、图2，盘条表面脱碳层见图3、图4，盘条成品的力学性能见表2，非金属夹杂物评级见表3。
表1本发明实施例化学成分(％、ppm)
表2本发明热轧线材的力学性能、金相组织与脱碳层深度
表3本发明热轧线材的非金属夹杂物评级
通过实施例1和实施例2，按照本发明的化学成分配比，轧制工艺制度及热处理工艺制度，生产的55SiCr弹簧钢具有较高的强度和塑性。

Claims (4)

1.一种全流程TMCP热机轧制55SiCr弹簧钢，其特征在于，所述55SiCr弹簧钢包括以下重量百分比的化学成分：
C 0.52～0.58％、Si 1.20～1.60％、Mn 0.50～0.80％、Cr 0.60～0.80％、Ni≤0.10％、Cu≤0.10％、Ti≤0.0020％、P≤0.015％、S≤0.010％、Alt≤0.010％、O≤10PPm、H≤1.0PPm，其余为Fe及不可避免的杂质。
2.一种权利要求1所述的全流程TMCP热机轧制55SiCr弹簧钢的生产方法为：配原料→电炉冶炼→LF+RH真空精炼→大圆坯连铸→加热→初轧开坯→连轧→轧制方坯→探伤、修磨→高线加热炉加热→控轧控冷→减定径机→吐丝机→盘条成品→包装入库；其特征在于，所述控轧控冷具体为：
加热温度为950～1030℃，目标温度1000℃；方坯在炉时间≤110min；开轧温度为890～930℃，目标温度910℃；终轧温度为780～820℃，目标温度800℃；吐丝温度为820～860℃，目标温度为840℃。
3.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，生产的55SiCr弹簧钢热轧线材的表面质量为：全脱碳层为0，总脱碳层深度＜0.10mm。
4.根据权利要求2或3所述的生产方法，其特征在于，生产的55SiCr弹簧钢热轧线材金相组织为珠光体+少量铁素体，表面无超细晶粒层。
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