一种降低8.8级紧固件用盘条洛氏硬度的轧制方法与流程

1.本发明属于金属材料加工技术领域，涉及一种盘条的轧制方法，具体涉及一种降低8.8级紧固件用盘条洛氏硬度的轧制方法。


背景技术：

2.紧固件生产是指用设备采用多工位模具在室温下进行冷挤压成型的生产过程，广泛应用于螺栓、紧固件、套管等产品的生产。紧固件生产采用的钢铁原材料即称为紧固件用钢。紧固件用盘条(尤其是高强度的紧固件用盘条)在生产过程中，一般需要进行退火处理以提高盘条的塑性并降低盘条的硬度。
3.申请号为cn114892076a的中国发明专利公开了一种8.8级螺栓用非调质冷镦钢盘条的生产方法，钢的化学组成质量百分比为c＝0.27～0.35，si＝0.25～0.35，mn＝1.00～1.40，v≤0.06，al＝0.01～0.05，余量为fe及不可避免的杂质；关键工艺步骤包括lf精炼和冷却。申请号为cn112813346a的中国发明专利公开了一种适用于6.8和8.8级耐候紧固件的冷镦钢及生产方法，其成分按重量百分比计如下：c 0.09％～0.13％、si 0.32％～0.5％、mn 0.7％～1.2％、p≤0.020％、s≤0.010％、cr 0.50％～0.75％、ni 0.15％～0.3％、cu 0.25％～0.4％、v 0.06～0.11％、al≥0.010％、n 0.009％～0.013％，其它为fe和不可避免杂质元素。该冷镦钢所制备的紧固件与耐候角钢的电位差低于50mv，不存在电偶腐蚀，可有效保证输电耐候铁塔在大气中长期使用的安全性；采用低碳设计，具有良好的加工性能，1/3冷顶锻试验试样完好率100％。上述专利主要是冷镦钢盘条的生产方法，主要是从化学组成和生产工艺上进行改进以提高盘条的性能，轧制等后处理过程涉及较少。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种降低8.8级紧固件用盘条洛氏硬度的轧制方法。
5.为了实现上述技术目的，本发明提供了一种降低8.8级紧固件用盘条洛氏硬度的轧制方法，包括以下步骤：
6.(a)加热钢坯；所述钢坯的化学组成质量百分比为：c：0.33-0.37％，si：0.10-0.32％，mn：0.30-0.80％，p：≤0.025％，s：≤0.020％、al：0.018-0.042％和b：0.0010-0.0028％，余量为fe和不可避免的杂质；所述加热为使用蓄热式燃气加热炉对所述钢坯进行加热并经高压水除磷后出钢，所述蓄热式燃气加热炉的加热温度控制为：第一加热段温度为720-850℃、第二加热段温度为950-1030℃、均热段温度为1050-1100℃，所述出钢温度为970-1010℃；；
7.(b)轧制；对步骤(a)的出钢依次进行粗轧、中轧、预精轧和精轧得到线材；
8.(c)吐丝；对步骤(b)的线材吐丝成圈，所述吐丝的温度为800～850℃；
9.(d)风冷；对步骤(c)的成圈线材利用斯泰尔摩风冷线进行控冷，所述斯泰尔摩风冷线的辊道入口段转速为0.22～0.26m/s且辊道出口段转速为0.42～0.46m/s，斯泰尔摩风
冷线保温盖全部关闭。
10.优化地，还依次包括以下步骤：集卷、检验、打捆、标识和入库步骤。
11.优化地，步骤(b)中，所述精轧的终轧速度为25～90m/s。
12.进一步地，步骤(b)中，所述精轧的入口温度为860-870℃且出口温度≤1020℃。
13.优化地，步骤(a)中，所述钢坯的化学组成质量百分比为：c：0.33-0.37％，si：0.15-0.20％，mn：0.35-0.45％，p：≤0.020％，s：≤0.015％、al：0.025-0.035％和b：0.0016-0.0022％，余量为fe和不可避免的杂质。
14.优化地，步骤(a)中，所述高压水除磷的水压为15-20mpa。
15.优化地，步骤(b)中，所述粗轧为采用6架次短应力轧机，将钢坯坯料由150方轧制成直径为73mm
±
1mm的圆形轧件，轧件温度为850-950℃；所述中轧由8架次短应力轧机组成，将直径为73mm的圆形轧件根据成品规格不同，轧制成直径为28～32mm
±
0.6mm的圆形轧件，轧件温度为920～1000℃。
16.进一步地，步骤(b)中，所述预精轧为采用4架次悬臂式轧机，根据成品规格不同，将来料轧制成直径为20.1～24.2mm
±
0.2mm的圆形轧件，轧件温度为950～1020℃。
17.更进一步地，步骤(b)中，所述精轧为10机架顶交45
°
无扭轧机，根据成品规格不同将来料轧制成6.5～15mm的线材成品，精轧的入口温度为840-870℃且出口温度≤1020℃。
18.本发明降低8.8级紧固件用盘条洛氏硬度的轧制方法，通过精确控制钢坯加热、轧制、吐丝和风冷的等后处理工艺步骤和参数，使产品的屈服强度平均降低近58mpa，抗拉强度平均降低近78mpa，洛氏硬度值由平均的hrb80降至hrb76左右，完全满足用户免退火加工的需求；控制过程简单、不需要新增设备投资；这是因为钢坯在加热后获得粗大的奥氏体组织，控冷后有利于铁素体析出，从而增加产品金相组织中的铁素体含量，进而改变产品的加工性能；当进一步精确控制吐丝温度时，使其接近于产品相变温度，有效抑制产品相变过程中奥氏体向珠光体的转变，从而降低产品的力学性能，改善其可加工性，并且使产品在近乎于平衡相变的条件完成组织转变，使产品最终的金相组织晶粒度控制在8-10级之间。
具体实施方式
19.下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明。
20.实施例1-8
21.实施例1-8分别提供一种降低8.8级紧固件用盘条洛氏硬度的轧制方法(实施例1-8分别对应以下的产品规格φ6.5、φ8、φ10、φ11、φ12、φ13、φ14和φ15)，包括以下步骤：
22.(a)对钢坯(钢坯的化学组成质量百分比为：c：0.33-0.37％，si：0.10-0.32％，mn：0.30-0.80％，p：≤0.025％，s：≤0.020％、al：0.018-0.042％、b：0.0010-0.0028％，余量为fe和不可避免的杂质，该范围内化学组成对产品最终性能影响不大，下同；截面尺寸为150mm
×
150mm，即150方)进行加热：采用蓄热式燃气加热炉对钢坯进行加热、经高压水除磷后进行轧制(水压为15～20mpa即可)，出钢温度为970-1010℃，具体工艺参数参见表1。
23.表1不同规格钢坯的加热温度表
[0024][0025]
(b)轧制：对步骤(a)的出钢依次进行粗轧(轧件尺寸为轧件温度为850-950℃)、中轧(轧件尺寸为轧件温度为920～1000℃)、预精轧(轧件尺寸为的圆形轧件，轧件温度为950～1020℃)和精轧(10机架顶交45
°
无扭轧机，根据成品规格不同将来料轧制成6.5～15mm的线材成品)得到线材；精轧的入口温度为860-870℃且出口温度≤1020℃(具体参见表2)；
[0026]
表2实施例1-8中各例的精轧工艺参数表
[0027][0028]
(c)吐丝成形处理：将轧制的线材吐丝成卷，吐丝的温度控制为800～850℃即可(不同规格的产品，吐丝温度相同，在该区间范围内即可)；
[0029]
(d)斯泰尔摩风冷线控冷后，集卷、检验、打捆、标识和入库步骤；其中，斯泰尔摩风冷线控冷为对吐丝成圈的产品进行控冷，斯泰尔摩风冷线的辊道入口段转速为0.22～0.26m/s且辊道出口段转速为0.42～0.46m/s(所述辊道入口和所述辊道出口之间设置有多段转速不同的辊道段，分别如下：第一段、第二段、第三段和第四段的速度相互独立地为0.210～0.263m/s，第五段、第六段和第七段的速度相互独立地升高至0.216～0.270m/s，第八段的速度升高至0.231～0.289m/s，第九段的速度升高至0.252～0.315m/s，第十段的速度升高至0.277～0.347m/s；具体工艺参数参见表3)；
[0030]
表3施例1-8中各例的斯泰尔摩辊道工艺参数表
[0031][0032]
对比例1
[0033]
本例提供一种降低8.8级紧固件用盘条洛氏硬度的轧制方法，它与实施例5中不同的是：步骤(a)中，出钢温度过低，为930℃。
[0034]
对比例2
[0035]
本例提供一种降低8.8级紧固件用盘条洛氏硬度的轧制方法，它与实施例5中不同的是：步骤(a)中，出钢温度过高，为1080℃。
[0036]
对比例3
[0037]
本例提供一种降低8.8级紧固件用盘条洛氏硬度的轧制方法，它与实施例5中不同的是：步骤(b)中，精轧机入口温度为890℃。
[0038]
对比例4
[0039]
本例提供一种降低8.8级紧固件用盘条洛氏硬度的轧制方法，它与实施例5中不同的是：步骤(c)中，吐丝温度为880℃。
[0040]
对比例5
[0041]
本例提供一种降低8.8级紧固件用盘条洛氏硬度的轧制方法，它与实施例5中不同的是：步骤(d)中，入口段转速辊道速度偏大，为0.333m/s。
[0042]
对实施例1-8、对比例1-5的产品进行性能测试，其结果列于表4中。
[0043]
表4实施例1-8、对比例1-5中产品的性能表
[0044] 屈服强度(mpa)抗拉强度(mpa)洛氏硬度(hrb)实施例134753775.4实施例234754275.6实施例335153675.9实施例435454275.6
实施例535053575.8实施例635153675.5实施例734152575.9实施例834652576.0对比例136155177.8对比例234654380.3对比例335755478.5对比例434353979.8对比例535853177.5
[0045]
对比例6
[0046]
本例提供一种8.8级紧固件用盘条洛氏硬度的轧制方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：它在精轧机与吐丝机之间有一台减定径机组以使减定径变形量30％左右，最终产品性能与实施例1中的相当。
[0047]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种降低8.8级紧固件用盘条洛氏硬度的轧制方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)加热钢坯；所述钢坯的化学组成质量百分比为：c：0.33-0.37％，si：0.10-0.32％，mn：0.30-0.80％，p：≤0.025％，s：≤0.020％、al：0.018-0.042％和b：0.0010-0.0028％，余量为fe和不可避免的杂质；所述加热为使用蓄热式燃气加热炉对所述钢坯进行加热并经高压水除磷后出钢，所述蓄热式燃气加热炉的加热温度控制为：第一加热段温度为720-850℃、第二加热段温度为950-1030℃、均热段温度为1050-1100℃，所述出钢温度为970-1010℃；(b)轧制；对步骤(a)的出钢依次进行粗轧、中轧、预精轧和精轧得到线材；(c)吐丝；对步骤(b)的线材吐丝成圈，所述吐丝的温度为800～850℃；(d)风冷；对步骤(c)的成圈线材利用斯泰尔摩风冷线进行控冷，所述斯泰尔摩风冷线的辊道入口段转速为0.22～0.26m/s且辊道出口段转速为0.42～0.46m/s，斯泰尔摩风冷线保温盖全部关闭。2.根据权利要求1所述降低8.8级紧固件用盘条洛氏硬度的轧制方法，其特征在于，还依次包括以下步骤：集卷、检验、打捆、标识和入库步骤。3.根据权利要求1所述降低8.8级紧固件用盘条洛氏硬度的轧制方法，其特征在于：步骤(b)中，所述精轧的终轧速度为25～90m/s/s。4.根据权利要求1或3所述降低8.8级紧固件用盘条洛氏硬度的轧制方法，其特征在于：步骤(b)中，所述精轧的入口温度为860-870℃且出口温度≤1020℃。5.根据权利要求1所述降低8.8级紧固件用盘条洛氏硬度的轧制方法，其特征在于：步骤(a)中，所述钢坯的化学组成质量百分比为：c：0.33-0.37％，si：0.15-0.20％，mn：0.35-0.45％，p：≤0.020％，s：≤0.015％、al：0.025-0.035％和b：0.0016-0.0022％，余量为fe和不可避免的杂质。6.根据权利要求1所述降低8.8级紧固件用盘条洛氏硬度的轧制方法，其特征在于：步骤(a)中，所述高压水除磷的水压为15-20mpa。7.根据权利要求1所述降低8.8级紧固件用盘条洛氏硬度的轧制方法，其特征在于：步骤(b)中，所述粗轧为采用6架次短应力轧机，将钢坯坯料由150方轧制成直径为73mm
±
1mm的圆形轧件，轧件温度为850-950℃；所述中轧由8架次短应力轧机组成，将直径为73mm的圆形轧件根据成品规格不同，轧制成直径为27～32mm
±
0.6mm的圆形轧件，轧件温度为920～1000℃。8.根据权利要求7所述降低8.8级紧固件用盘条洛氏硬度的轧制方法，其特征在于：步骤(b)中，所述预精轧为采用4架次悬臂式轧机，根据成品规格不同，将来料轧制成直径为16.8～24.2mm
±
0.2mm的圆形轧件，轧件温度为950～1020℃。9.根据权利要求8所述降低8.8级紧固件用盘条洛氏硬度的轧制方法，其特征在于：步骤(b)中，所述精轧为10机架顶交45
°
无扭轧机，根据成品规格不同将来料轧制成6.5～15mm的线材成品，精轧的入口温度为840-870℃且出口温度≤1020℃。

技术总结
本发明提供了一种降低8.8级紧固件用盘条洛氏硬度的轧制方法，包括以下步骤：(a)加热钢坯所述加热为使用蓄热式燃气加热炉对所述钢坯进行加热并经高压水除磷后出钢，所述蓄热式燃气加热炉的加热温度控制为；(b)轧制；对步骤(a)的出钢依次进行粗轧、中轧、预精轧和精轧得到线材；(c)吐丝；对步骤(b)的线材吐丝成圈，所述吐丝的温度为800～850℃；(d)风冷；对步骤(c)的成圈线材利用斯太尔摩风冷线进行控冷。控制过程简单。控制过程简单。


技术研发人员：诸葛宇明 徐利 李迎雪 祝伟 缪忠 季丙元
受保护的技术使用者：常熟市龙腾特种钢有限公司
技术研发日：2023.06.26
技术公布日：2023/9/20