本发明专利技术提供一种紧固件用非调质贝氏体冷镦钢及其制造方法。该冷镦钢组分及其重量百分比为：Ｃ：０．０６～０．１５％，Ｓｉ：０．１０～０．５０％，Ｍｎ：１．９０～２．６０％，Ｐ≤０．０１５％，Ｓ≤０．０１５％，Ｂ：０．００１～０．００４％，Ｔｉ：０．０１～０．０３％，Ａｌｓ：≤０．０４０％，其余为铁和不可避免的微量杂质。其制造方法：（１）在转炉或电炉中冶炼，并进行炉外精炼，然后通过连铸铸成钢坯，经线材轧机控轧控冷轧制成线材；（２）线材吐丝后，在辊道运输线前段采取强制风冷进行快速冷却，冷却速度为２５０℃／ｍｉｎ～５００℃／ｍｉｎ；（３）当盘条经快速冷却温度降到５４０℃～６００℃范围，立即过渡到辊道运输线后段采取加保温罩进行缓慢冷却，冷却速度为３０℃／ｍｉｎ～１２０℃／ｍｉｎ。本发明专利技术可使１０．９级紧固件加工生产简化，提高生产率，降低能耗和生产成本，减少污染排放。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种紧固件用非调质贝氏体冷镦钢盘条，特别涉及一种10. 9级高强 度。
技术介绍
紧固件为三大基础机械零部件之一。冷镦钢线材是制作螺栓、螺母、螺钉、铆钉等 紧固件的主要原料。生产高强度紧固件可采用40Cr、35CrMo等合金结构钢作为材料，深加 工后进行调质热处理。其生产工序原材料检验一球化退火一酸洗一磷化处理一一次拔制 —退火一酸洗一磷化处理一二次拔制一冷镦一搓丝一淬火、回火(调质处理)一电镀一产 品性能检验。这种调质型紧固件生产方式，一方面制作材料需要添加合金元素增加了生产 成本，另一方面由于需进行后续热处理，增加了能耗和降低了生产率。随着“节能降耗”要求的提高和社会环境保护的加强，为了减少高强度紧固件生产 中加工工序环节，开始采用非调质钢加工生产高强度紧固件，其生产工序原材料检验一酸 洗一磷化处理一线材拔制一冷镦一搓丝一时效处理一电镀一产品性能检验。这种非调质型 紧固件生产方式，采取直接拔制和冷镦，取消了两次拔制的酸洗和磷化处理以及淬火、回火 (调质处理)，大大简化了紧固件生产工序，提高了生产率，降低了能耗和成本，减少了污染 排放。中国专利CN1858284公开了一种超细晶非调钢盘条及其生产方法，其主要成分 为C 0. 10 0. 25%, Si 彡 0. 08%,Mn 0. 80 1. 70%, P 彡 0. 035%, S 彡 0. 035%, V, Nb、Ti、Al微量，但该专利涉及一种10. 9级以下级别高强度紧固件用非调质冷镦钢线材生产方法。中国专利CN101220439B公开了一种高强度紧固件用非调质双相冷镦钢及其 制造方法，其主要成分为c 0. 06 0. 15%, Si 0. 60 0. 90%, Mn 1. 40 2. 0%，P ^ 0. 025 %, S ^ 0. 025 %, Al ^ 0. 04 %, N ^ 0. 0060 %，V :0. 03 0. 10，Nb 0. 04 0. 08%，但该专利涉及一种8. 8级和9. 8级双相型高强度紧固件用非调质冷镦钢线材生产 方法。中国专利CN101619414公开了一种10. 9级含铌非调质冷镦钢及其热轧盘条的 轧制方法，其主要成分为c 0. 08 0. 14%, Si 0. 03 0. 35 %, Mn 1. 80 2. 30%, P^O. 025 %, S ^ 0. 015 %, B 0. 0005 0. 003 %, Ti 0. 01 0. 03 %，Als 0. 010 0. 050 %，Nb :0. 02 % 0. 04%，但该专利添加铌Nb合金元素，增加了生产成本。中国专利CN101619420公开了一种10. 9级含铬非调质冷镦钢及其热轧盘条的 轧制方法，其主要成分为c 0. 08 0. 14%, Si 0. 03 0. 35 %, Mn 1. 80 2. 30%, P^O. 025 %, S ^ 0. 015 %, B 0. 0005 0. 003 %, Ti 0. 01 0. 03 %，Als 0. 010 0. 050%, Cr :0. 02% 0. 04%，但该专利添加铬Cr合金元素，增加了生产成本。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种10. 9级紧固件用非调质贝氏体冷镦钢及其制 造方法，采取添加廉价的合金元素和微量的微合金化元素，通过控制轧制和控制冷却工艺， 使非调质冷镦钢线材的组织结构呈粒状贝氏体，获得良好的综合力学性能，可降低因添加 贵重合金元素的原材料生产成本；采用本专利技术的紧固件用贝氏体非调质冷镦钢线材，可使 10. 9级紧固件加工生产实现非调质型生产方式，从而简化紧固件生产工序和缩短生产时 间，提高生产率，降低能耗和生产成本，减少污染排放。为达到上述目的，本专利技术的紧固件用贝氏体非调质冷镦钢，其组分及其重量百分 比为C 0. 06 0. 15 %, Si 0. 10 0. 50 %, Mn 1. 90 2. 60 %, P ^ 0. 015 %, S 彡 0. 015%, B 0. 001 0. 004%, Ti 0. 01 0. 03%, Als 彡 0. 040%，其余铁和不可避免的微量杂质。本专利技术合金设计的理由如下C:0.06 0. 15%。C是钢中固溶强化作用最明显的元素，随含碳量的增加，钢的 短时强度上升，塑性、韧性下降，对于贝氏体型冷镦钢采取低含碳量，但含碳太低，钢的强度 将降低，故C的范围更好为0. 07 0. 13%。Si :0. 10 0.50%。Si是铁素体固溶强化元素，能显著提高钢的变形抗力，但Si 含量过高，不利于冷加工塑性变形，故Si的范围更好为0. 15 0.40%。Mn 1. 90 2. 60%。Mn是形成贝氏体组织最为有效的低成本合金元素，可强烈提 高淬透性，推迟珠光体转变和铁素体转变，并起固溶强化和细化晶粒的作用，提高钢的强度 和加工硬化性能。Mn与B相结合，可显著延长高温转变孕育期。本专利技术关键之一就是采取 较高的Mn含量与微量的B相结合，使钢的最终组织为粒状贝氏体，具有良好的综合力学性 能。但Mn含量过高时，会使钢的晶粒粗化趋势增大，也影响钢的冷加工塑性，故Mn范围更 好为 2. 00 2. 50%。B :0. 001 0.005%。B是微合金化元素之一，微量的B元素就可以显著推迟铁 素体开始析出线，促进空冷时贝氏体的形成，同时B元素降低晶界原子扩散系数，可强化晶 界。但B含量过高时(0.007%)，易生成硼化合物脆性相产生热脆，影响热加工性能，故B 的范围更好为0. 002 0. 0035% οTi :0. 01 0.03%。Ti在本专利技术的钢中不是主导元素，由于钢中含B元素，需添 加微量Ti以固N，故Ti元素控制在0. 01 0. 03%范围。Als 0.040%。Als的主要功能是脱氧剂，不宜过低，但过高影响连铸生产，故 Als的范围更好为0. 015 0. 040%。P彡0.015%，S彡0.015%。P虽是一种固溶强化元素，但易引起钢的冷脆和成分 的偏析。S在钢中易生成MnS热脆相，引起热脆。故P和S含量越少越好。本专利技术的紧固件用非调质贝氏体冷镦钢制造方法，包括如下步骤(1)在转炉或电炉中冶炼，并进行炉外精炼，然后通过连铸铸成钢坯，经线材轧机 控轧控冷轧制成线材；(2)线材吐丝后，在辊道运输线前段采取强制风冷进行快速冷却，冷却速度为 250 0C /min 500 °C /min ；(3)当盘条经快速冷却温度降到540°C 600°C范围，立即过渡到辊道运输线后段 采取加保温罩进行缓慢冷却，冷却速度为30°C /min 120°C /min。本专利技术的紧固件用非调质贝氏体冷镦钢制造方法，线材吐丝后采取快速冷却+缓 慢冷却的冷却方式。快速冷却由于有较大的冷却速度，可获得较大的过冷度，将抑制铁素体 和珠光体相变，奥氏体转变避开了铁素体和珠光体组织形成区域。当冷却速度过大时，将生 成部分马氏体；冷却速度过小时，将奥氏体转变经过铁素体和珠光体组织形成区域，故快速 冷却的速度范围更好为300°C /min 450°C /min。缓慢冷却就是在快速冷却基础上使奥氏体转变经本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种紧固件用非调质贝氏体冷镦钢，其特征在于：所述冷镦钢的组分及其重量百分比为：Ｃ：０．０６～０．１５％，Ｓｉ：０．１０～０．５０％，Ｍｎ：１．９０～２．６０％，Ｐ≤０．０１５％，Ｓ≤０．０１５％，Ｂ：０．００１～０．００４％，Ｔｉ：０．０１～０．０３％，Ａｌｓ：≤０．０４０％，其余为铁和不可避免的微量杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：章静，阎军，曹杰，沈晓辉，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]
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