CN114645217B - 易切削钢及其制备方法 - Google Patents
易切削钢及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114645217B CN114645217B CN202210305578.2A CN202210305578A CN114645217B CN 114645217 B CN114645217 B CN 114645217B CN 202210305578 A CN202210305578 A CN 202210305578A CN 114645217 B CN114645217 B CN 114645217B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- free
- cutting steel
- temperature
- content
- steel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910000915 Free machining steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 55
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 18
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 38
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 38
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 23
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 16
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 14
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 10
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 10
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 8
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 12
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 9
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/58—Roll-force control; Roll-gap control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
- B22D11/22—Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould
- B22D11/225—Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould for secondary cooling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
- C22C33/06—Making ferrous alloys by melting using master alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/16—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/20—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
本发明涉及易切削钢技术领域，具体而言，涉及易切削钢及其制备方法；本发明的易切削钢成分配比的控制、铋线的添加、分段加热处理、控制连铸过程中的冷却水流量以及轧制的压下率、冷却水流量的控制，控制易切削钢的表面开裂问题，进而提高易切削钢的表面质量。
Description
技术领域
本发明涉及易切削钢技术领域，具体而言，涉及易切削钢及其制备方法。
背景技术
易切削钢是指在钢中加入一定数量的一种或一种以上的硫、磷、铅、钙、硒、碲等易切削元素，以改善其切削性的合金钢。
由于易切削钢的硫含量较高，且冶炼过程自由氧含量较高，容易导致易切削钢的表面质量控制难度非常大，容易导致易切削钢的表面质量不佳。
发明内容
本发明的目的在于提供易切削钢及其制备方法，本发明的易切削钢具有良好的表面质量。
本发明是这样实现的：
第一方面，本发明提供一种易切削钢，按重量百分比计算，包括以下成分：
C：0.04-0.09％，
Si：0.005-0.05％，
Mn：0.90-1.20％，
S：0.27-0.34％，
P：0.050-0.070％，
Cr≤0.20％，
Cu：0.01-0.05％，
Ti≤0.010％，
Nb≤0.010％，
V≤0.010％，
Mo：0.001-0.011％，
Bi：0.08-0.18％，
Al：0.002-0.007％，
O含量为61-109ppm，
余量为Fe和杂质。
在可选的实施方式中，按重量百分比计算，包括：C：0.06-0.08％，Mn：1.11-1.18％，Cr：0.11-0.18％；
易切削钢的屈服强度Rel≥200MPa；易切削钢的抗拉强度Rm≥378MPa；易切削钢的伸长率A≥25％；其中，
C和Mn的重量百分含量满足：屈服强度Rel＝(20×C的重量百分含量+0.70×Mn的重量百分含量)×100。
第二方面，本发明提供如前述实施方式的易切削钢的制备方法，包括：
精炼：在钢水中添加磷铁，采用硅铁脱氧以将自由氧的含量控制在30-50ppm；
精炼后加入铋线；
连铸：冷却铸坯结晶器的冷却水水流量控制在2200±100L/min，结晶器的振幅为5mm，振频为190±4opm；
加热：连铸坯按照预热段、一加热段、二加热段和均热段四段进行，其中，二加热段和均热段均为高温段，高温段的温度为1200±15℃，高温段的时间由连铸坯的厚度确定；
轧制：控制粗轧的单道次压下率为10-14％，控制冷却水的流量为60±10m3/h。
在可选的实施方式中，在精炼的步骤中，每70kg的钢水添加的磷铁的量为70×(0.06％-磷的转炉出站含量)；其中，磷铁中P的含量按照质量百分比计为50-60％。
在可选的实施方式中，在加入铋线的步骤中，每130t的钢水对应添加的铋线的量为400m±30m。
在可选的实施方式中，在连铸的步骤中，使用低碳高硫型保护渣进行浇铸，低碳高硫型保护渣中Al2O3的含量为5±1％，(SiO2+CaO)的含量为60±5％。
在可选的实施方式中，在连铸的步骤中，降低二冷水流量。
在可选的实施方式中，在连铸的步骤中，采用入坑缓冷的方式冷却连铸坯，入坑的温度大于或等于600℃，出坑的温度小于或等于220℃。
在可选的实施方式中，高温段的时间由连铸坯的厚度确定，包括控制加热的时间为0.30≤T/Thk≤0.55，其中，Thk为连铸坯的厚度。
在可选的实施方式中，预热段的温度小于或等于850℃，一加热段的温度为850-1200℃。
本发明具有以下有益效果：
本发明的易切削钢通过成分配比的调整，能够提高易切削钢的表面质量。
本发明的易切削钢的制备方法通过控制自由氧量、铋线的添加、分段加热处理、控制连铸过程中的冷却水流量以及轧制的压下率、冷却水流量的控制，控制易切削钢的表面开裂问题，进而提高易切削钢的表面质量；特别是，严格控制自由氧的量，能够改善因氧含量太高造成表面气泡的产生，而导致表面质量不佳的问题；若是连铸过程中，冷却的速度太快，则容易导致铸坯的表面产生裂纹或开裂，控制冷却水的流速，则可以合理地控制铸坯的冷却速度，以改善表面容易开裂的问题；铋在钢中呈游离状态，不溶于钢基体，且容易富集，故严格控制加热过程中高温段的温度，可以有效地改善因铋造成的表面裂纹，即有效地减少表面裂纹的产生；控制轧制的压下率和冷却水的流量，能够降低应力裂纹敏感性，确保易切削钢良好的表面质量。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明提供一种易切削钢，按重量百分比计算，包括以下成分：
C：0.04-0.09％(例如：0.05％、0.055％、0.06％、0.07％、0.08％、0.085％等)，Si：0.005-0.05％(例如：0.006％、0.007％、0.008％、0.010％、0.013％、0.022％、0.027％、0.032％、0.037％、0.040％、0.041％、0.045％等)，Mn：0.90-1.20％(例如：0.91％、0.95％、0.99％、1.00％、1.05％、1.12％、1.18％等)，S：0.27-0.34％(例如：0.28％、0.285％、0.29％、0.30％、0.31％、0.32％、0.33％等)，P：0.050-0.070％(例如：0.052％、0.055％、0.058％、0.060％、0.062％、0.066％、0.069％等)，Cr≤0.20％(例如：0.19％、0.17％、0.15％、0.13％、0.09％、0.07％、0.055％等)，Cu：0.01-0.05％(例如：0.015％、0.018％、0.02％、0.025％、0.03％、0.04％、0.045％、0.05％等)，Ti≤0.010％(例如：0.008％、0.007％、0.006％、0.004％、0.003％等)，Nb≤0.010％(例如：0.009％、0.007％、0.005％、0.003％、0.001％等)，V≤0.010％(例如：0.009％、0.008％、0.007％、0.005％、0.003％、0.002％等)，Mo：0.001-0.011％(例如：0.002％、0.003％、0.004％、0.005％、0.006％、0.007％、0.008％、0.009％、0.010％等)，Bi：0.08-0.18％(例如：0.09％、0.11％、0.12％、0.135％、0.14％、0.155％、0.16％、0.175％等)，Al：0.002-0.007％(例如：0.003％、0.004％、0.005％、0.006％)，O含量为61-109ppm(例如：65ppm、72ppm、80ppm、88ppm、91ppm、95ppm、101ppm、104ppm等)，余量为Fe和杂质。
控制易切削钢中P的含量可以提高切削性能，但是需要注意P的含量不能太高，若是P的含量太高则容易导致钢坯生产很容易开裂，增加生产难度；将P的含量控制在适宜的范围，才能在提高切削性能的同时，确保钢坯不容易开裂。
Bi在钢中MnS形成复合夹杂物，可以有助于提高钢的切削性能，但Bi含量在钢中溶解度较低，若是添加过多的Bi会在钢中以Bi单质的形式存在，导致加热时在Bi周围容易形成孔隙，最终形成裂纹；故将Bi的含量控制的适应的范围内，才能在提高切削性能的同时，确保钢不容易形成裂纹，确保易切削钢良好的表面质量。
O也可以提高钢的易切削性，较高的O含量能够使硫化物表面张力增大，促进硫化物呈球形或纺锤形，进而提高切削性；但若是O含量太高，会在连铸中形成表面气泡，导致铸坯报废；故将O的含量控制在适应的位置，能够在确保切削性的同时，确保良好的表面质量，改善铸坯容易报废的问题。
本发明的易切削钢的屈服强度Rel≥200MPa；易切削钢的抗拉强度Rm≥378MPa；易切削钢的伸长率A≥25％。
需要说明的是，易切削钢除了需要控制器表面质量，减少裂纹、开裂之外，还需要确保易切削钢的强度和塑性；在一些实施方式中，按重量百分比计算，包括：C：0.06-0.08％，Mn：1.11-1.18％，Cr：0.11-0.18％；其中，C和Mn的重量百分含量满足：屈服强度Rel＝(20×C的重量百分含量+0.70×Mn的重量百分含量)×100。
需要说明的是，上述屈服强度Rel为理论值，即C和Mn的重量百分含量需要使理论屈服强度Rel用(20×C的重量百分含量+0.70×Mn的重量百分含量)×100)公式计算后，得到的数值大于或等于200MPa。
还需要说明的是，按照上述方式计算的屈服强度Rel的理论值与实际检测的数值之间可以存在一定的误差。
本发明提供的易切削钢的制备方法包括：精炼、连铸、加热和轧制。
在精炼工艺中，钢水到站后可以进行成分的检测，并且可以加入磷铁，磷铁的加入量按70kg钢水增加0.01％P计算控制钢中的P含量，加入的磷铁含量＝70×(0.06％-磷的转炉出站含量)，即每70kg的钢水添加的磷铁的量为70×(0.06％-磷的转炉出站含量)；其中，磷铁中P的含量按照质量百分比计为50-60％。
在钢水中加入磷，使得制备的钢符合设计要求，而适应的控制P的含量，可以合理的控制钢的热脆性，避免表面质量恶化，确保良好的表面质量。
在精炼过程中，采用硅铁脱氧以将自由氧的含量控制在30-50ppm；由于精炼后期含氧量还会继续增加，在前期将自由氧的含量合理控制，便于确保最终易切削钢的全氧含量在61-109ppm；为了同时确保氧含量和硅含量，可以仅在精炼的前期进行硅铁脱氧，在精炼结束前10min左右不再使用硅铁脱氧。
需要说明的是，在精炼过程中控制氧含量，还可以同步控制夹杂物，有利于确保易切削钢的质量。
精炼结束后不需要进行钙处理，而是在软吹前喂入铋线，且每130t的钢水对应添加的铋线的量为400m±30m。由于没有加入钙，故不会影响后续喂入铋线与硫化物的作用，即若是先喂入钙线，会改变硫化物的形态，影响Bi与MnS形成复合夹杂物，影响切削性能，不添加钙线，则不会对切削能产生影响。
在连铸的步骤中，由于易切削钢为高硫低碳钢氧化性强，在浇铸过程容易改变结晶器保护渣性能，影响保护渣效果，因此在浇铸过程中要使用低碳高硫型保护渣进行浇铸，低碳高硫型保护渣中Al2O3的含量为为5±1％，(SiO2+CaO)的含量为60±5％；而且，保护罩的使用需要采取少量、多次的原则不断补加。
保护渣在结晶器铜壁与凝固坯壳之间起润滑作用，防止连铸过程拉坯开裂或产生微裂纹，防止在轧制时产生开裂。保护渣的选择对钢的表面质量有影响。低碳钢的钢中[C]<0.09％，凝固过程中不存在严重的相变体积变化，内应力小，通常以较高拉坯速度进行生产，以提高生产率。要求保护渣结晶温度低，凝固温度适中，以确保低碳钢结晶器保护渣在950℃以上处于非晶体状态，使发生黏结漏钢的可能性最小。要求保护渣黏度低，则可以防止铸坯与结晶器粘结产生开裂，影响表面质量。另外，渣中初始A12O3含量越低，保护渣的黏度越低，保护渣吸收夹杂物能力越强，有利于纯净钢水。
通常来说，含Bi的钢裂纹敏感性较强，且Bi容易富集，会增加铸坯浇铸过程开裂漏钢的几率以及铸坯表面开裂倾向；若是铸坯冷却的太快，特别是若铸坯角部冷却的太快，容易产生表面裂纹或角裂，故在冷却铸坯结晶器的冷却水水流量控制在2200±100L/min，结晶器的振幅为5mm，振频为190±4opm，即可通过合理地控制铸坯的冷却速度，以改善表面容易开裂的问题。
进一步地，在连铸的步骤中，降低二冷水流量，且采用入坑缓冷的方式冷却连铸坯，入坑的温度大于或等于600℃，出坑的温度小于或等于220℃，以降低冷却速率，可以进一步确保钢的表面质量。
需要说明的是，降低二冷水流量，可以是指：降低连铸二次冷却时的冷却水流量，即在连铸炼钢过程中，在结晶器出口到拉矫机的长度区间内对铸坯进行的强制均匀冷却时，降低冷却水的流量。
需要进一步说明的是，降低二冷水流量，具体可以是在二次冷却时，使得冷却水的流量小于2100L/min左右即可，在此不作具体限定。
Bi在钢中呈游离状态，其不溶于钢基体，且容易富集。钢表面缺陷不仅与加热温度有关，同时与时间也有关系，当二者都处在合适的范围时，才能避免钢表面裂纹的发生。连铸坯的加热按照：预热段、一加热段、二加热段和均热段四段进行，其中，二加热段和均热段均为高温段，高温段的温度为1200±15℃，高温段的时间由连铸坯的厚度确定，具体包括：控制加热的时间为0.30≤T(min)/Thk≤0.55，其中，Thk为连铸坯的厚度(mm)。若是高温段的加热温度过高，容易导致硫化物与铋接触面出现裂纹，轧制过程中裂纹容易扩展，进而形成裂纹，故将高温段的温度控制在适应的范围内，则可以减少硫化物与铋接触面出现裂纹的情况，以防止轧制过程中裂纹扩展的问题。
可选地，预热段的温度≤850℃，一加热段的温度为850-1200℃。
轧制过程，为了降低应力裂纹敏感性，以确保钢良好的表面质量；在粗轧阶段的1-6机架，控制轧制道次压下率，单道次10-14％；同时，减少轧机冷却水，水流量按60±10m3/h控制。
可选地，轧制空冷至室温后，可以对钢材逐支进行矫直，按0.2mm缺陷深度进行表面漏磁探伤检查钢材表面质量。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
按照表1和表2设置实施例1-3和对比例1-4，并对实施例1-3和对比例1-4的易切削钢进行检测，检测结果见表3。
表1各实施例和对比例的成分
| 熔炼成分 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 |
| C | 0.06 | 0.08 | 0.07 | 0.06 | 0.08 | 0.07 | 0.07 |
| Si | 0.011 | 0.007 | 0.023 | 0.015 | 0.032 | 0.046 | 0.038 |
| Mn | 1.17 | 1.16 | 1.14 | 1.13 | 1.16 | 1.12 | 1.17 |
| S | 0.28 | 0.31 | 0.32 | 0.29 | 0.30 | 0.33 | 0.31 |
| P | 0.056 | 0.061 | 0.067 | 0.054 | 0.063 | 0.061 | 0.059 |
| Cr | 0.12 | 0.17 | 0.16 | 0.15 | 0.14 | 0.13 | 0.16 |
| Cu | 0.01 | 0.03 | 0.04 | 0.02 | 0.03 | 0.03 | 0.04 |
| Mo | 0.006 | 0.009 | 0.005 | 0.003 | 0.008 | 0.010 | 0.005 |
| Bi | 0.12 | 0.16 | 0.10 | 0.11 | 0.09 | 0.17 | 0.14 |
| Al | 0.006 | 0.003 | 0.004 | 0.002 | 0.004 | 0.003 | 0.005 |
| O/ppm | 89 | 102 | 72 | 84 | 73 | 77 | 81 |
表2各实施例和对比例的工艺参数
表3各实施例和对比例的检测结果
根据表1-3的记载可知，将结晶器冷却水强度、高温段的加热温度以及时间，以及轧机冷却水流量控制在适应的范围，能够有效的提高钢表面质量，确保90％以上的漏磁合格率。
而且，C和Mn的重量百分含量满足：屈服强度Rel＝(20×C的重量百分含量+0.70×Mn的重量百分含量)×100，其中，计算出来的理论屈服强度Rel≥200MPa，也能够确保钢的表面质量，提高漏磁合格率。
按照表4和表5设置实施例4-8。
表4各实施例的成分
表5各实施例的工艺参数
综上所述，本发明的易切削钢通过成分配比和工艺的调整，能够有效地提高表面质量。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种易切削钢，其特征在于，按重量百分比计算，包括以下成分：
C：0.04-0.09%，
Si：0.005-0.05%，
Mn：0.90-1.20%，
S：0.27-0.34%，
P：0.050-0.070%，
Cr≤0.20%，
Cu：0.01-0.05%，
Ti≤0.010%，
Nb≤0.010%，
V≤0.010%，
Mo：0.001-0.009%，
Bi：0.08-0.18%，
Al：0.002-0.007%，
O含量为61-109ppm，
余量为Fe和杂质；
所述易切削钢的制备方法包括：
精炼：在钢水中添加磷铁，采用硅铁脱氧以将自由氧的含量控制在30-50ppm；
精炼后加入铋线；
连铸：冷却铸坯结晶器的冷却水水流量控制在2200±100L/min，所述结晶器的振幅为5mm，振频为190±4opm；
加热：连铸坯按照预热段、一加热段、二加热段和均热段四段进行，其中，所述二加热段和所述均热段均为高温段，所述高温段的温度为1200±15℃，所述高温段的时间由连铸坯的厚度确定；
轧制：控制粗轧的单道次压下率为10-14%，控制冷却水的流量为60±10m3/h。
2.根据权利要求1所述的易切削钢，其特征在于，按重量百分比计算，包括：C ：0.06-0.08%，Mn ：1.11-1.18%，Cr ：0.11-0.18%；
所述易切削钢的屈服强度Rel≥200MPa；所述易切削钢的抗拉强度Rm≥378MPa；所述易切削钢的伸长率A≥25%；其中，
C和Mn的重量百分含量满足：屈服强度Rel=（20×C的重量百分含量+0.70×Mn的重量百分含量）×100。
3.一种易切削钢的制备方法，其特征在于，易切削钢按重量百分比计算，包括以下成分：C：0.04-0.09%，Si：0.005-0.05%，Mn：0.90-1.20%，S：0.27-0.34%，P：0.050-0.070%，Cr≤0.20%，Cu：0.01-0.05%，Ti≤0.010%，Nb≤0.010%，V≤0.010%，Mo：0.001-0.009%，Bi：0.08-0.18%，Al：0.002-0.007%，O含量为61-109ppm，余量为Fe和杂质；
所述易切削钢的制备方法包括：
精炼：在钢水中添加磷铁，采用硅铁脱氧以将自由氧的含量控制在30-50ppm；
精炼后加入铋线；
连铸：冷却铸坯结晶器的冷却水水流量控制在2200±100L/min，所述结晶器的振幅为5mm，振频为190±4opm；
加热：连铸坯按照预热段、一加热段、二加热段和均热段四段进行，其中，所述二加热段和所述均热段均为高温段，所述高温段的温度为1200±15℃，所述高温段的时间由连铸坯的厚度确定；
轧制：控制粗轧的单道次压下率为10-14%，控制冷却水的流量为60±10m3/h。
4.根据权利要求3所述的易切削钢的制备方法，其特征在于，
在所述精炼的步骤中，每70kg的所述钢水添加的所述磷铁的量为70×（0.06%-磷的转炉出站含量）；其中，所述磷铁中P的含量按照质量百分比计为50-60%。
5.根据权利要求3所述的易切削钢的制备方法，其特征在于，
在所述加入铋线的步骤中，每130t的所述钢水对应添加的铋线的量为400m±30m。
6.根据权利要求3所述的易切削钢的制备方法，其特征在于，
在所述连铸的步骤中，使用低碳高硫型保护渣进行浇铸，所述低碳高硫型保护渣中Al2O3的含量为5±1%，(SiO2+CaO)的含量为60±5%。
7.根据权利要求3所述的易切削钢的制备方法，其特征在于，在所述连铸的步骤中，降低二冷水流量。
8.根据权利要求3所述的易切削钢的制备方法，其特征在于，在所述连铸的步骤中，采用入坑缓冷的方式冷却连铸坯，入坑的温度大于或等于600℃，出坑的温度小于或等于220℃。
9.根据权利要求3所述的易切削钢的制备方法，其特征在于，所述高温段的时间由连铸坯的厚度确定，包括控制加热的时间为0.30≤T/Thk≤0.55，其中，Thk为连铸坯的厚度。
10.根据权利要求3所述的易切削钢的制备方法，其特征在于，所述预热段的温度小于或等于850℃，所述一加热段的温度为850-1200℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210305578.2A CN114645217B (zh) | 2022-03-25 | 2022-03-25 | 易切削钢及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210305578.2A CN114645217B (zh) | 2022-03-25 | 2022-03-25 | 易切削钢及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114645217A CN114645217A (zh) | 2022-06-21 |
| CN114645217B true CN114645217B (zh) | 2023-02-28 |
Family
ID=81995652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210305578.2A Active CN114645217B (zh) | 2022-03-25 | 2022-03-25 | 易切削钢及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114645217B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115852232B (zh) * | 2022-11-28 | 2024-04-30 | 阳春新钢铁有限责任公司 | 连铸全水冷却生产硫系易切削钢的方法 |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000219936A (ja) * | 1999-02-01 | 2000-08-08 | Daido Steel Co Ltd | 快削鋼 |
| CN1436875A (zh) * | 2002-02-04 | 2003-08-20 | 住友金属工业株式会社 | 低碳易切钢 |
| JP2005059096A (ja) * | 2003-07-28 | 2005-03-10 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 低炭素硫黄系快削鋼の連続鋳造方法 |
| CN102211160A (zh) * | 2011-05-13 | 2011-10-12 | 攀钢集团有限公司 | 含硫易切削齿轮钢的连铸方法 |
| CN102330039A (zh) * | 2011-03-16 | 2012-01-25 | 首钢贵阳特殊钢有限责任公司 | 低碳含铋环保易切削结构钢 |
| CN102952995A (zh) * | 2011-08-25 | 2013-03-06 | 徐芗明 | 环保型无铅易切削钢及其冶金方法 |
| CN109055853A (zh) * | 2018-07-24 | 2018-12-21 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种低碳硫系易切削窄带钢及其生产方法 |
| CN110039020A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-07-23 | 西峡龙成冶金材料有限公司 | 大方坯易切削钢专用连铸结晶器保护渣及其制备方法及大方坯易切削钢连铸方法 |
| CN110918915A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-03-27 | 广东韶钢松山股份有限公司 | 一种结晶器保护渣 |
| CN111286580A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-06-16 | 芜湖新兴铸管有限责任公司 | 低碳含碲高硫易切削钢铸坯及其生产方法 |
| CN112342464A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-02-09 | 中天钢铁集团有限公司 | 一种oa轴用易切削钢热轧盘条的生产方法 |
| CN113546966A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-10-26 | 广东韶钢松山股份有限公司 | 一种减少硫系易切削钢表面凹坑的方法 |
| CN114134398A (zh) * | 2021-04-19 | 2022-03-04 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 一种屈强比为0.70-0.80的胀断连杆钢及制造方法 |
-
2022
- 2022-03-25 CN CN202210305578.2A patent/CN114645217B/zh active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000219936A (ja) * | 1999-02-01 | 2000-08-08 | Daido Steel Co Ltd | 快削鋼 |
| CN1436875A (zh) * | 2002-02-04 | 2003-08-20 | 住友金属工业株式会社 | 低碳易切钢 |
| JP2005059096A (ja) * | 2003-07-28 | 2005-03-10 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 低炭素硫黄系快削鋼の連続鋳造方法 |
| CN102330039A (zh) * | 2011-03-16 | 2012-01-25 | 首钢贵阳特殊钢有限责任公司 | 低碳含铋环保易切削结构钢 |
| CN102211160A (zh) * | 2011-05-13 | 2011-10-12 | 攀钢集团有限公司 | 含硫易切削齿轮钢的连铸方法 |
| CN102952995A (zh) * | 2011-08-25 | 2013-03-06 | 徐芗明 | 环保型无铅易切削钢及其冶金方法 |
| CN109055853A (zh) * | 2018-07-24 | 2018-12-21 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种低碳硫系易切削窄带钢及其生产方法 |
| CN110039020A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-07-23 | 西峡龙成冶金材料有限公司 | 大方坯易切削钢专用连铸结晶器保护渣及其制备方法及大方坯易切削钢连铸方法 |
| CN110918915A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-03-27 | 广东韶钢松山股份有限公司 | 一种结晶器保护渣 |
| CN111286580A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-06-16 | 芜湖新兴铸管有限责任公司 | 低碳含碲高硫易切削钢铸坯及其生产方法 |
| CN112342464A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-02-09 | 中天钢铁集团有限公司 | 一种oa轴用易切削钢热轧盘条的生产方法 |
| CN114134398A (zh) * | 2021-04-19 | 2022-03-04 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 一种屈强比为0.70-0.80的胀断连杆钢及制造方法 |
| CN113546966A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-10-26 | 广东韶钢松山股份有限公司 | 一种减少硫系易切削钢表面凹坑的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114645217A (zh) | 2022-06-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112899560B (zh) | 一种高强度齿轮用钢23CrMnMoS及其制造方法 | |
| CN112342452B (zh) | 一种高强度胎圈钢丝用盘条的制造方法 | |
| CN114015936B (zh) | 一种高氮齿轮钢及其制备方法 | |
| CN112792122A (zh) | 低成本综合性能优良的直接冷拉拔弹簧钢线材的生产方法 | |
| CN103805918A (zh) | 一种高磁感取向硅钢及其生产方法 | |
| CN111876678A (zh) | 一种解决高强钢铸坯裂纹的工艺方法 | |
| CN107447157B (zh) | 一种冷镦钢及其制造工艺 | |
| CN114645217B (zh) | 易切削钢及其制备方法 | |
| CN111676414B (zh) | 一种具有低表面裂纹率的高强含磷耐候异型铸坯的制备方法 | |
| CN114892094B (zh) | 一种预硬型镜面塑料模具钢及其生产方法 | |
| CN114875334B (zh) | 一种预硬型镜面塑料模具钢及其冶炼方法 | |
| EP3674424B1 (en) | Smelting method for ultra-low carbon 13cr stainless steel | |
| CN114908292B (zh) | 一种先进核电机组蒸发器用钢板及其制造方法 | |
| WO2024051758A1 (zh) | 一种发动机传动链用钢50CrVA的制备方法 | |
| CN109913755B (zh) | 一种包晶钢及其制备方法 | |
| CN107354398A (zh) | 穿管用热轧圆钢及其生产方法 | |
| CN114561598A (zh) | 2200MPa级钢丝用盘条及其制造方法 | |
| CN116287946B (zh) | 电池壳体用钢带的生产方法 | |
| CN117004868B (zh) | 高导电率盘条及其生产方法 | |
| CN115058646B (zh) | 一种高强度、耐低温、耐腐蚀车载气瓶用钢及其制造方法 | |
| CN114686645B (zh) | 一种通过rh精炼工艺细化取向硅钢晶粒组织的方法 | |
| CN109881080A (zh) | 一种中碳弹簧类热轧卷板及其制造方法 | |
| CN111826581A (zh) | 一种弹簧钢的冶炼方法 | |
| CN116536587A (zh) | 一种高铜钢及其连铸坯的制备方法与应用 | |
| CN118979204A (zh) | 一种大厚度低温韧性高强度q690e钢板及其生产工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |