本發(fā)明涉及一種連軋?jiān)诰€(xiàn)淬火工藝方法及工程機(jī)械用鋼，屬于淬火的。

背景技術(shù)：

1、工程機(jī)械活塞桿作為軸類(lèi)零部件，主要承受軸向載荷，對(duì)材料強(qiáng)度、硬度要求高?；钊麠U大部分使用非調(diào)鋼，常用鋼種為中碳mn～v（釩）系微合金化原理設(shè)計(jì)，以提升鋼材強(qiáng)度，如45鋼添加v微合金化，以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的鋼材可滿(mǎn)足屈服強(qiáng)度350mpa級(jí)工程機(jī)械用鋼使用要求，但是v微合金化生產(chǎn)成本較高，力學(xué)性能也達(dá)不到高強(qiáng)度活塞桿要求，而屈服強(qiáng)度450mpa級(jí)及以上高強(qiáng)度活塞桿仍然使用調(diào)質(zhì)鋼。高強(qiáng)度活塞桿要求布氏硬度中心處大于220hb、表面硬度250hb～280hb，屈服強(qiáng)度須達(dá)到450mpa級(jí)及以上，目前高強(qiáng)度活塞桿使用材料為45鋼，通過(guò)正火+調(diào)質(zhì)熱處理后使用，熱處理過(guò)程能源消耗多、生產(chǎn)成本高。在“雙碳”減排的背景下，工程機(jī)械行業(yè)作為能源消耗排放大戶(hù)，新能源是工程機(jī)械未來(lái)發(fā)展的主要趨勢(shì)，鋼廠作為原材料供應(yīng)端，積極響應(yīng)、開(kāi)展工藝創(chuàng)新，本發(fā)明采用一種軋制過(guò)程強(qiáng)力穿水淬火工藝方法生產(chǎn)工程機(jī)械用圓鋼。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種連軋?jiān)诰€(xiàn)淬火工藝方法及工程機(jī)械用鋼，其具體技術(shù)方案如下：

2、一種連軋?jiān)诰€(xiàn)淬火工藝方法，包括以下步驟：

3、步驟1：獲得連鑄坯：獲得210mm×210mm連鑄坯；

4、步驟2：步進(jìn)梁式加熱爐加熱：用步進(jìn)梁式加熱爐加熱210mm×210mm連鑄坯，加熱溫度控制：加熱段1020℃～1060℃，均熱段1070℃～1100℃，總加熱時(shí)間2.5h～3.0h；

5、步驟3：循環(huán)高壓水除磷：高壓水除磷壓力為180～190bar，開(kāi)軋溫度為950℃～1000℃；

6、步驟4：粗軋：6架軋機(jī)，軋后料形尺寸為110mm×111mm；

7、步驟5：中軋：4架軋機(jī)，軋后料型尺寸為74mm×72mm；

8、步驟6：精軋：2架軋機(jī)，軋后料型尺寸為φ57.8mm；

9、步驟7：終軋：kocks定減徑軋機(jī)軋制，軋后成品尺寸為φ46mm，控制尺寸允許偏差±0.125mm，橢圓度＜0.25mm；

10、步驟8：多道次連續(xù)強(qiáng)力穿水：軋制過(guò)程打開(kāi)2#、3#、4#、5#水箱穿水，2#水箱正沖水閥開(kāi)20%、反沖水閥開(kāi)40%，3#水箱正沖水閥開(kāi)60%、反沖水閥開(kāi)100%，4#、5#水箱正沖水閥開(kāi)90%、反沖水閥開(kāi)100%；

11、步驟9：上冷床：鋼材上冷床溫度小于400℃。

12、進(jìn)一步的，所述步驟4～步驟7組成連軋線(xiàn)，連軋線(xiàn)上四臺(tái)水箱連續(xù)穿水，水箱沿軋線(xiàn)方向布置，每臺(tái)水箱從前往后布置水閥有1、2、3、4、5、6、7，其中1、2、3、4、5為正沖水閥，6、7為反沖水閥，?正沖沿鋼材垂直方向噴射，反沖沿軋制反方向45°角噴射。

13、進(jìn)一步的，所述2#水箱開(kāi)1、2、3、4、5、6水閥，正沖水閥開(kāi)20%、反沖水閥開(kāi)40%，控制kocks定減徑軋機(jī)軋制溫度810℃～840℃，形變強(qiáng)化、細(xì)化晶粒，進(jìn)一步提升淬透性。

14、進(jìn)一步的，所述3#水箱開(kāi)1、2、3、4、5、6水閥，正沖水閥水量60%、反沖水閥水量100%，穿水后鋼材控制溫度≤650℃，抑制鐵素體析出、強(qiáng)化珠光體組織。

15、進(jìn)一步的，所述4#、5#水箱開(kāi)水閥1、2、3、4、5、6、7，正沖水閥開(kāi)90%、反沖水閥開(kāi)100%，控制上冷床溫度＜400℃，上冷床返紅溫度＜550℃，穿水后瞬間淬火冷卻獲得馬氏體組織，通過(guò)鋼材恢復(fù)升溫自回火獲得索氏體組織。

16、本發(fā)明同時(shí)申請(qǐng)由上述的連軋?jiān)诰€(xiàn)淬火工藝方法制得的工程機(jī)械用鋼。

17、進(jìn)一步的，所述工程機(jī)械用鋼化學(xué)成分質(zhì)量百分比為c：0.45%～0.49%、si：0.20%～0.30%、mn：0.65%～0.75%、al：0.015%～0.035%、cr：0.05%～0.10%、p≤0.030%、s≤0.030%、其余為fe以及不可避免的雜質(zhì)。

18、進(jìn)一步的，所述工程機(jī)械用鋼中心處的布氏硬度為225～230hb、表面布氏硬度為256～260hb，屈服強(qiáng)度為465～478mpa。

19、進(jìn)一步的，所述工程機(jī)械用鋼穿水層深度為7mm～8mm，穿水層占比為55%～60%，穿水層組織為索氏體+少量珠光體，基體組織為珠光體+少量鐵素體。

20、本發(fā)明的原理是：

21、控軋控冷是鋼鐵冶金軋鋼生產(chǎn)中常見(jiàn)組織性能調(diào)控方式，多應(yīng)用于一些鐵素體～珠光體型、貝氏體型非調(diào)鋼，通過(guò)控制開(kāi)軋溫度、冷床冷速控制，控制鋼材金相組織中貝氏體或鐵素體析出含量，實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)足用戶(hù)需求的力學(xué)性能；而本發(fā)明采用連軋過(guò)程連續(xù)多道次強(qiáng)力穿水方式，控制鋼材上冷床溫度小于400℃，超快冷使過(guò)冷奧氏體組織瞬間轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，通過(guò)鋼材自回火方式轉(zhuǎn)變?yōu)樗魇象w，強(qiáng)化珠光體組織，抑制鐵素體析出，最終達(dá)到強(qiáng)化目的。

22、本發(fā)明的有益效果是：

23、本發(fā)明采用一種連軋?jiān)诰€(xiàn)淬火工藝方法，生產(chǎn)的工程機(jī)械用鋼可滿(mǎn)足屈服強(qiáng)度450mpa級(jí)以上高強(qiáng)度活塞桿使用要求，取消了熱處理工序，節(jié)約能源、降低成本、提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

24、本發(fā)明的工藝方法生產(chǎn)的工程機(jī)械用鋼綜合性能可達(dá)到熱處理后的實(shí)際水平，取消了下游熱處理工序，節(jié)約能源，降低成本，可推廣到其他類(lèi)品種生產(chǎn)應(yīng)用，如風(fēng)電錨栓、軸類(lèi)結(jié)構(gòu)件等。

25、本發(fā)明連軋?jiān)诰€(xiàn)淬火工藝方法生產(chǎn)的鋼材布氏硬度中心處225～230hb、表面硬度256～260hb，符合高強(qiáng)度活塞桿使用要求，可用于屈服強(qiáng)度450mpa級(jí)及以上工程機(jī)械用鋼生產(chǎn)。

26、本發(fā)明工藝生產(chǎn)的圓鋼尺寸精度高、外形平直。

技術(shù)特征：

1.一種連軋?jiān)诰€(xiàn)淬火工藝方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連軋?jiān)诰€(xiàn)淬火工藝方法，其特征在于，所述步驟4～步驟7組成連軋線(xiàn)，連軋線(xiàn)上四臺(tái)水箱連續(xù)穿水，水箱沿軋線(xiàn)方向布置，每臺(tái)水箱從前往后布置水閥有1、2、3、4、5、6、7，其中1、2、3、4、5為正沖水閥，6、7為反沖水閥，?正沖沿鋼材垂直方向噴射，反沖沿軋制反方向45°角噴射。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連軋?jiān)诰€(xiàn)淬火工藝方法，其特征在于，所述2#水箱開(kāi)1、2、3、4、5、6水閥，正沖水閥開(kāi)20%、反沖水閥開(kāi)40%，控制kocks定減徑軋機(jī)軋制溫度810℃～840℃，形變強(qiáng)化、細(xì)化晶粒，進(jìn)一步提升淬透性。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連軋?jiān)诰€(xiàn)淬火工藝方法，其特征在于，所述3#水箱開(kāi)1、2、3、4、5、6水閥，正沖水閥水量60%、反沖水閥水量100%，穿水后鋼材控制溫度≤650℃，抑制鐵素體析出、強(qiáng)化珠光體組織。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連軋?jiān)诰€(xiàn)淬火工藝方法，其特征在于，所述4#、5#水箱開(kāi)水閥1、2、3、4、5、6、7，正沖水閥開(kāi)90%、反沖水閥開(kāi)100%，控制上冷床溫度＜400℃，上冷床返紅溫度＜550℃，穿水后瞬間淬火冷卻獲得馬氏體組織，通過(guò)鋼材恢復(fù)升溫自回火獲得索氏體組織。

6.由權(quán)利要求1～5任一所述的連軋?jiān)诰€(xiàn)淬火工藝方法制得的工程機(jī)械用鋼。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的工程機(jī)械用鋼，其特征在于，所述工程機(jī)械用鋼化學(xué)成分質(zhì)量百分比為c：0.45%～0.49%、si：0.20%～0.30%、mn：0.65%～0.75%、al：0.015%～0.035%、cr：0.05%～0.10%、p≤0.030%、s≤0.030%、其余為fe以及不可避免的雜質(zhì)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的工程機(jī)械用鋼，其特征在于，所述工程機(jī)械用鋼中心處的布氏硬度為225～230hb、表面布氏硬度為256～260hb，屈服強(qiáng)度為465～478mpa。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的工程機(jī)械用鋼，其特征在于，所述工程機(jī)械用鋼穿水層深度為7mm～8mm，穿水層占比為55%～60%，穿水層組織為索氏體+少量珠光體，基體組織為珠光體+少量鐵素體。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種連軋?jiān)诰€(xiàn)淬火工藝方法及工程機(jī)械用鋼，連軋?jiān)诰€(xiàn)淬火工藝方法采用210mm×210mm連鑄坯、步進(jìn)梁式加熱爐、粗軋、中軋、精軋、終軋（KOCKS）工序，通過(guò)多道次強(qiáng)力穿水淬火工藝，控制開(kāi)軋溫度950℃～1000℃、終軋溫度810℃～840℃、上冷床溫度＜400℃，完成鋼材組織轉(zhuǎn)變，提升硬度、改善塑韌性，得到優(yōu)良的綜合力學(xué)性能的工程機(jī)械用鋼，工程機(jī)械用鋼滿(mǎn)足屈服強(qiáng)度450MPa級(jí)以上，布氏硬度中心處大于220HB、表面硬度250HB～280HB。

技術(shù)研發(fā)人員：梅國(guó)俊,鄭力寧,石可偉,左輝,陳坤,馬恒春,陳偉,張振民,李勝林,李得彩
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇沙鋼集團(tuán)淮鋼特鋼股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21