免热处理低强冷镦铆螺钢的生产方法，其步骤为：1、坯料加热。轧制前将坯料在加热炉内加热到1100～1200℃。2、在棒材轧机上经过多道次轧制成形，获得所要求的规格尺寸的产品。3、根据铆螺钢产品的不同强度级别要求，选用不同开轧、终轧温度，控制终轧温度在750～850℃左右。4、轧件终轧后立即经过1～10秒的冷却，确保终冷后轧件温度在550～700℃之间。5、轧件冷却后在辊道上经过5～15秒的空冷，然后到冷床，直至室温。采用上述成分及控轧控冷工艺得到的冷镦钢，冷镦性能非常好，同时由于晶粒细化，铆螺钢产品具有较高的强度，力学性能完全满足国家标准对铆螺钢产品性能的相应要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种钢材的生产方法，尤其是一种，属于材料科学
技术介绍
在现代化的汽车、拖拉机等机械制造部门，广泛采用冷镦工艺生产互换性较高的标准件和其他零件，如螺钉，螺栓、螺帽、销钉、铆钉等，这种用于冷镦的原料常称为“铆螺钢”。铆螺钢主要用于紧固件产品，紧固件作为应用广泛的机械基础件，具有品种繁多、市场需求量大的行业特点，被广泛地应用于机械、电气、汽车、交通运输、航空航天等国民经济各个领域。铆螺钢在冷镦过程中冷镦开裂问题一直困扰着生产厂家。化学成分及成分偏析、盘条原始质量、球化退火组织，对铆螺钢冷镦开裂产生决定性的影响。因此，生产工业对高塑性、高成型性且具有一定强度的铆螺钢的需求迫切增加。根据国家标准，抗拉强度达490MPa级别的铆螺钢需采用ML30Mn原料经热处理后 获得，而抗拉强度接近600MPa级别的铆螺钢需采用ML40、ML40Mn和ML45、ML45Mn原料经热处理后获得。ML15钢只能用于生产抗拉强度为373MPa级别并且还要通过热处理来获得。采用传统热处理方法生产ML15、ML30Mn、ML40、ML40Mn、ML45和ML45Mn钢，成本高、能耗大，其力学性能指标低。铆螺钢在用于制造螺栓等紧固件产品时，以热轧态交货。由于必须保证一定的强度级别，如5. 8级低强度螺栓，往往通过提高含碳量来保证。根据国家标准GB/T3098. I - 2010《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》要求，5. 8级低强度螺栓的含碳量最高可达0.55%，生产厂家经常采用35钢用于5. 8级低强度螺栓生产。而较高的含碳量造成了原料在冷镦时硬度偏高，塑性不足，导致后续的冷镦工艺无法稳定进行。为此，原料在冷镦前常需经过退火进行材料改制，力学性能才能满足要求。由于原料冷镦性能差，在冷镦时工具消耗非常大、能耗高。同时，在热处理过程中也常常出现各种热处理缺陷，保证产品质量非常困难。开发出不经过退火能够直接冷镦成形的铆螺钢，能够节约合金，简化工序，减少能耗，提高劳动生产率。众所周知，低碳铆螺钢冶炼相对比较容易，而且，含碳量越低，在成材时轧制性能越好。如果能采用控制轧制与控制冷却方法生产铆螺钢，对ML35以下的中、低碳铆螺钢实现柔性轧制，以低碳代中碳，寻找出一种即可以降低生产成本，又能显著提高钢材综合力学性能的生产方法，对现场生产将有重要的实际意义。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要解决低强冷镦铆螺钢生产中存在的问题，设计出一种不含合金元素的低碳钢，通过采用控轧控冷技术，直接生产一种热轧棒材，不经过退火直接冷镦成形，冷镦性能非常好，其后也不再经过正火热处理，冷镦出的产品各项指标能够全面满足国家标准GB/T 6478-86《冷镦钢技术条件》对铆螺钢的各项要求，极大地降低了生产成本，提高了劳动生产率。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是，其步骤为I、坯料加热。轧制前将坯料在加热炉内加热到1100 1200°C。2、在棒材轧机上经过多道次轧制成形，获得所要求的规格尺寸的产品。道次数由坯料尺寸、成品尺寸、轧机型式等因素确定。3、根据铆螺钢产品的不同强度级别要求，选用不同开轧、终轧温度，控制终轧温度在750 850°C左右。4、轧件终轧后立即经过I 10秒的冷却，确保终冷后轧件温度在550 700°C之间。冷却水流量、压力可依据不同强度级别要求和不同的规格确定。5、轧件冷却后在辊道上经过5 15秒的空冷，然后到冷床，直至室温。所述的还料化学成分为碳含量O. 10 O. 20%之间；娃含量在O. 05 O. 10%之间；锰含量在O. 05 I. 00%之间；此外，磷和硫含量应尽量少，一般控制在O. 04%以下，以便改善棒材的冷镦性能。采用上述成分及控轧控冷工艺得到的冷镦钢，在冷镦成铆螺钢产品的过程中，充 分利用了冷镦钢因低碳而使其金相组织中的铁素体含量增多，有效的改善了其冷变形性能，因此铆螺钢在生产过程中塑性很高，冷镦性能非常好。同时由于晶粒细化，铆螺钢产品具有较高的强度，力学性能完全满足国家标准对铆螺钢产品性能的相应要求。本专利技术最大的优点是通过成分设计及控轧控冷，生产出热轧低强冷镦铆螺钢，该钢在轧制后时，不需退火，棒材直接冷镦成形，冷镦性能非常好，冷镦成的铆螺钢产品也不再需经过正火热处理，就能获得抗拉强度超过500MPa、屈服强度超过400MPa、延伸率> 20%的力学性能，且屈强比介于O. 7 O. 8之间的免热处理低强冷镦铆螺钢，使生产成本降低，广品质量提闻，提闻了经济效益。附图说明图I是用本专利技术的低强冷镦铆螺钢生产螺钉的流程图。具体实施例方式实施例以铆螺钢用于制造紧固件产品一 5. 8级低强度螺栓为例进行了现场实施。采用ML15钢经控轧控冷生产出铆螺钢原料，不经热处理直接冷镦出M6X65的5. 8级低强度螺栓产品(该产品一般通常采用ML35钢经热处理后冷镦生产)。在某厂棒材轧机后加装了一套控制冷却装置。该生产线共有18架平立交替轧机，其中粗轧、中轧和精轧机组各6架。生产冷镦钢所用的材料为ML15钢，坯料规格为150mm的方坯，冷镦钢的成品尺寸为Φ7.0_。钢棒轧制后进入控制冷却装置进行冷却，整个冷却装置的总水量为300m3/h，水压为I. 4MPa。坯料的出炉温度为1100 °C，经过18道次轧制后，成品机架的出口温度为960-1040°C，随后进入控冷。轧件出口速度10. Om/s，冷却器长度8m，经控制冷却后冷镦钢的表面温度为600 700°C，冷却速率大于80°C /s。然后通过辊道在冷床上空冷至室温。对所获得的冷镦钢产品测试硬度为HB217。如图I所示将上述的冷镦钢经过机械车削加工，得到Φ5. 65X250mm的棒材(图I中最上端所示)。棒材原料不经退火，直接在Z47-6多工位冷镦机上进行冷镦螺栓试验，经过初冲得到Φ5. 75的粗杆料(图I中上数第2个棒材)，然后精冲和缩径得到Φ5. 84未切边的半成品(图I中上数第3个棒材)，切边(图I中上数第4个棒材)、搓丝(图I中上数第5个棒材)后生产出M6X65的GB5782六角头成品螺栓。该棒材冷镦时，冷变形性能非常好，与传统中碳钢料相比较，成形性能良好，废品率很低。冷镦出的M6X65的5. 8级低强度螺栓在30吨万能试验机上按标准件行业标准进行保证载荷、楔负荷试验，试验结果如表I、表2中。表I保证载荷试验权利要求1.，其步骤为 (1)坯料加热轧制前将坯料在加热炉内加热到1100 1200°C； (2)将坯料在棒材轧机上经过多道次轧制成形，获得所要求的规格尺寸的产品； (3)根据铆螺钢产品的不同强度级别要求，选用不同开轧、终轧温度，控制终轧温度在.750 850 O ； (4)轧件终轧后立即经过I 10秒的冷却，确保终冷后轧件温度在550 700°C之间； (5)轧件冷却后在辊道上经过5 15秒的空冷，然后到冷床，直至室温； 所述的还料化学成分为碳含量O. 10 O. 20%之间；娃含量在O. 05 O. 10%之间；锰含量在O. 05 I. 00%之间；磷和硫含量在O. 04%以下。全文摘要，其步骤为1、坯料加热。轧制前将坯料在加热炉内加热到1100～1200℃。2、在棒材轧机上经过多道次轧制成形，获得所要求的规格尺寸的产品。3、根据铆螺钢本文档来自技高网...
【技术保护点】
免热处理低强冷镦铆螺钢的生产方法，其步骤为：（1）坯料加热：轧制前将坯料在加热炉内加热到1100～1200℃；（2）将坯料在棒材轧机上经过多道次轧制成形，获得所要求的规格尺寸的产品；（3）根据铆螺钢产品的不同强度级别要求，选用不同开轧、终轧温度，控制终轧温度在750～850℃；（4）轧件终轧后立即经过1～10秒的冷却，确保终冷后轧件温度在550～700℃之间；（5）轧件冷却后在辊道上经过5～15秒的空冷，然后到冷床，直至室温；所述的坯料化学成分为：碳含量0.10～0.20％之间；硅含量在0.05～0.10％之间；锰含量在0.05～1.00％之间；磷和硫含量在0.04％以下。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李壮，吴迪，赵宪明，王继杰，卢少微，刘红，
申请(专利权)人：沈阳航空航天大学，东北大学，
类型：发明
国别省市：
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