本發(fā)明屬于屬于鋼鐵冶金和盤條軋制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種活塞桿用盤條及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

活塞桿是一種軸類零件，主要用作于支持活塞做功的連接部件，廣泛應(yīng)用于氣缸、油缸、液壓缸中，起到傳遞扭矩、承受交變載荷的作用，其服役環(huán)境決定了活塞桿用鋼需具有較高的強(qiáng)度、韌性等綜合機(jī)械性能和表面耐磨性；因強(qiáng)度、硬度過低，活塞桿運(yùn)行過程中可能會(huì)發(fā)生變形；而強(qiáng)度、硬度過高則活塞桿運(yùn)行過程中可能會(huì)發(fā)生斷裂；活塞桿表面耐磨性差，則會(huì)引起活塞桿表面漏油現(xiàn)象。因此，要求活塞桿用鋼具有合適力學(xué)性能指標(biāo)和淬透性且能夠穩(wěn)定控制。

目前，市場上45#鋼是軸類零件的常用材料之一，但其成分范圍廣泛，不同的成分組合，力學(xué)性能波動(dòng)大；而現(xiàn)有技術(shù)中，活塞桿用鋼研究集中在表面質(zhì)量、切削性能、耐磨耐損耗性和抗腐蝕性能方面，對力學(xué)性能穩(wěn)定性控制方面研究較少。中國專利申請?zhí)?01510561588.2的專利文獻(xiàn)公開了一種汽車用活塞桿盤條的生產(chǎn)工藝，采用二火成材工藝，成本較高。中國專利申請?zhí)?01210415179.8的專利文獻(xiàn)，公開了一種利用粉末冶金方法制備減震器活塞桿，相比傳統(tǒng)的煉鋼、軋制/鍛造生產(chǎn)的活塞桿具有更高的密度和尺寸精度，對于防止活塞桿運(yùn)行過程中的漏油現(xiàn)象有一定作用，但是生產(chǎn)效率極低，不利于批量生產(chǎn)。中國專利申請?zhí)?01210529706.8的專利文獻(xiàn)，公開了一種承受負(fù)荷較大的活塞桿用鋼，其各組分的重量百分比為：C：0.37-0.45%，Si：0.17-0.37%，Mn：0.50-0.80%，S：≤0.035%，P：≤0.035%；Cr：≤0.25%；Ni：≤0.25%；Cu：≤0.25%，其它不可避免的雜質(zhì)：＜0.1%，余量為鐵；雖切削加工性能、耐磨耐損耗性和抗腐蝕性能有改善，但Cr、Ni、Cu需達(dá)到一定含量才能達(dá)到此性能，另其規(guī)格≥40mm，采用模鍛方式生產(chǎn)。中國專利申請?zhí)?01410173691.5的專利文獻(xiàn)，公開了一種含硼活塞桿用鋼及其生產(chǎn)方法；中國專利申請?zhí)?01410335277.X的專利文獻(xiàn)，公開了一種易切削型低合金活塞桿用鋼及生產(chǎn)方法；這兩個(gè)技術(shù)都是添加B元素，改善切削性能，然而B的加入會(huì)提高鑄坯表面裂紋的發(fā)生率，從而影響活塞桿表面質(zhì)量。

針對上述問題，本發(fā)明中公開一種活塞桿用鋼及其生產(chǎn)方法，對化學(xué)成分和軋制工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到穩(wěn)定良好的力學(xué)性能和淬透性。。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對目前常用活塞桿用盤條無法滿足或不能完全穩(wěn)定控制活塞桿力學(xué)性能指標(biāo)的要求，本發(fā)明提供一種活塞桿用盤條及其盤條的生產(chǎn)方法，對化學(xué)成分和軋制工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到穩(wěn)定良好的力學(xué)性能和淬透性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種活塞桿用盤條，所述活塞桿用盤條的化學(xué)成分和質(zhì)量百分比如下：C：0.43-0.47%，Si：0.20-0.30%，Mn：0.65-0.85%，P≤0.030%，S≤0.035%，Cr：0.15-0.25%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明所述活塞桿用盤條的規(guī)格范圍為Φ13mm-28mm。

本發(fā)明所述活塞桿用盤條的力學(xué)性能為：抗拉強(qiáng)度640-720MPa，斷后伸長率≥20%，硬度89-96HRB。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述一種活塞桿用盤條的生產(chǎn)方法，具體包括連鑄、鑄坯加熱、盤條軋制、盤條冷卻工序，所述盤條軋制工序中，進(jìn)精軋機(jī)溫度：900±15℃，進(jìn)吐絲/卷曲機(jī)溫度：850±10℃。

本發(fā)明所述連鑄工序中，所述鑄坯的化學(xué)成分和質(zhì)量百分比如下：C：0.43-0.47%，Si：0.20-0.30%，Mn：0.65-0.85%，P≤0.030%，S≤0.035%，Cr：0.15-0.25%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明所述連鑄工序中，所述鑄坯斷面尺寸為150×150mm²-160×160mm²。

本發(fā)明所述連鑄工序中，所述鑄坯依次經(jīng)過鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、LF爐精煉、連鑄工序得到。

本發(fā)明所述鑄坯加熱工序中，鑄坯進(jìn)入加熱爐中首先預(yù)熱到1080±15℃，然后加熱到1100±10℃保溫，鑄坯在加熱爐內(nèi)的總時(shí)間≤120min，爐內(nèi)氧含量≤7%。

本發(fā)明所述盤條冷卻工序中，保溫罩全部打開，冷卻風(fēng)機(jī)全部關(guān)閉，經(jīng)過集卷器后活塞桿盤條在PF鏈上使用鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行加速冷卻。

本發(fā)明所述盤條冷卻工序中，平均輥道速度為0.90 m/s -1.2m/s。

采用上述技術(shù)方案的有益效果在于：本發(fā)明對化學(xué)成分和軋制工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到穩(wěn)定良好的力學(xué)性能和淬透性。盤條直徑規(guī)格范圍13mm-28mm；成品盤條的力學(xué)性能穩(wěn)定控制在：抗拉強(qiáng)度范圍640-720MPa，斷后伸長率≥20%，硬度范圍89-96HRB。對Cr含量范圍精確控制，拉拔加工后活塞桿表面淬火硬度59-62HRC范圍；提高了鋼的淬透性的同時(shí)，抑制了高溫奧氏體的長大，使珠光體團(tuán)得到細(xì)化，且珠光體含量60-70%，既提高了鋼材強(qiáng)度又提高了塑性，減少了活塞桿失效風(fēng)險(xiǎn)；且盤條原料生產(chǎn)效率高、減少材料浪費(fèi)，節(jié)約了成本，是目前市場的發(fā)展趨勢。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1活塞桿用盤條的顯微組織圖：

圖2為實(shí)施例2活塞桿用盤條的顯微組織圖：

圖3為實(shí)施例3活塞桿用盤條的顯微組織圖：

圖4為實(shí)施例4活塞桿用盤條的顯微組織圖：

圖5為實(shí)施例5活塞桿用盤條的顯微組織圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明絕非限于實(shí)施例。

實(shí)施例1

活塞桿用盤條的化學(xué)成分按重量百分比為C：0.43%，Si：0.20%，Mn：0.65%，P：0.030%，S：0.035%，Cr：0.15%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

生產(chǎn)方法如下：

（1）制造優(yōu)化成分的鑄坯

冶煉鋼水及連鑄成鑄坯，其化學(xué)成分按重量百分比為C：0.43%，Si：0.20%，Mn：0.65%，P：0.030%，S：0.035%，Cr：0.15%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

冶煉時(shí)，依次通過鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、LF爐精煉。鑄坯尺寸為160mm×160mm×10700mm。

（2）鑄坯加熱

鑄坯進(jìn)入加熱爐中首先預(yù)熱到1065℃，然后加熱到1090℃保溫，鑄坯在加熱爐內(nèi)的總時(shí)間85min，爐內(nèi)氧含量6%。

（3）盤條軋制

活塞桿用盤條規(guī)格為Φ13mm。

進(jìn)精軋機(jī)溫度：885℃。進(jìn)吐絲機(jī)溫度：840℃。

（4）盤條冷卻

保溫罩全部打開，冷卻風(fēng)機(jī)全部關(guān)閉，平均輥道速度為1.2 m/s，經(jīng)過集卷器后活塞桿用在PF鏈上使用鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行加速冷卻。

（5）成品盤條的性能

活塞桿用盤條的抗拉強(qiáng)度684MPa，斷后伸長率28%，硬度94HRB?；钊麠U用盤條鐵素體含量32%，珠光體含量68%。

實(shí)施例2

活塞桿用盤條的化學(xué)成分按重量百分比為C：0.43%，Si： 0.30%，Mn：0.85%，P：0.030%，S：0.035%，Cr：0.25%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

生產(chǎn)方法如下：

（1）制造優(yōu)化成分的鑄坯

冶煉鋼水及連鑄成鑄坯，其化學(xué)成分按重量百分比為C：0.43%，Si： 0.30%，Mn：0.85%，P：0.030%，S：0.035%，Cr：0.25%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

冶煉時(shí)，依次通過鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、LF爐精煉。鑄坯尺寸為150mm×150mm×12000mm。

（2）鑄坯加熱

鑄坯進(jìn)入加熱爐中首先預(yù)熱到1090℃，然后加熱到1100℃保溫，鑄坯在加熱爐內(nèi)的總時(shí)間100min，爐內(nèi)氧含量5%。

（3）盤條軋制

活塞桿用盤條規(guī)格為Φ15mm。

進(jìn)精軋機(jī)溫度：910℃。進(jìn)吐絲機(jī)溫度：840℃。

（4）盤條冷卻

保溫罩全部打開，冷卻風(fēng)機(jī)全部關(guān)閉，平均輥道速度為1.0 m/s，經(jīng)過集卷器后活塞桿用在PF鏈上使用鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行加速冷卻。

（5）成品盤條的性能

活塞桿用盤條的抗拉強(qiáng)度710MPa，斷后伸長率25%，硬度92HRB?；钊麠U用盤條鐵素體含量35%，珠光體含量65%。

實(shí)施例3

活塞桿用盤條的化學(xué)成分按重量百分比為C：0.43%，Si： 0.20%，Mn：0.65%，P：0.015%，S：0.006%，Cr：0.15%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

生產(chǎn)方法如下：

（1）制造優(yōu)化成分的鑄坯

冶煉鋼水及連鑄成鑄坯，其化學(xué)成分按重量百分比為C：0.43%，Si： 0.20%，Mn：0.65%，P：0.015%，S：0.006%，Cr：0.15%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

冶煉時(shí)，依次通過鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、LF爐精煉。鑄坯尺寸為155mm×155mm×11400mm。

（2）鑄坯加熱

鑄坯進(jìn)入加熱爐中首先預(yù)熱到1085℃，然后加熱到1095℃保溫，鑄坯在加熱爐內(nèi)的總時(shí)間110min，爐內(nèi)氧含量6%。

（3）盤條軋制

活塞桿用盤條規(guī)格為Φ20mm。

進(jìn)精軋機(jī)溫度：910℃。進(jìn)吐絲機(jī)溫度：860℃。

（4）盤條冷卻

保溫罩全部打開，冷卻風(fēng)機(jī)全部關(guān)閉，平均輥道速度為0.9 m/s，經(jīng)過集卷器后活塞桿用在PF鏈上使用鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行加速冷卻。

（5）成品盤條的性能

活塞桿用盤條的抗拉強(qiáng)度652MPa，斷后伸長率22%，硬度90HRB?；钊麠U用盤條鐵素體含量37%，珠光體含量63%。

實(shí)施例4

活塞桿用盤條的化學(xué)成分按重量百分比為C：0.45%，Si： 0.26%，Mn：0.76%，P：0.010%，S：0.005%，Cr：0.25%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

生產(chǎn)方法如下：

（1）制造優(yōu)化成分的鑄坯

冶煉鋼水及連鑄成鑄坯，其化學(xué)成分按重量百分比為C：0.45%，Si： 0.26%，Mn：0.76%，P：0.010%，S：0.005%，Cr：0.25%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

冶煉時(shí)，依次通過鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、LF爐精煉。鑄坯尺寸為160mm×160mm×10700mm。

（2）鑄坯加熱

鑄坯進(jìn)入加熱爐中首先預(yù)熱到1070℃，然后加熱到1100℃保溫，鑄坯在加熱爐內(nèi)的總時(shí)間120min，爐內(nèi)氧含量4%。

（3）盤條軋制

活塞桿用盤條規(guī)格為Φ24mm。

進(jìn)精軋機(jī)溫度：890℃。進(jìn)卷曲機(jī)溫度：840℃。

（4）盤條冷卻

保溫罩全部打開，冷卻風(fēng)機(jī)全部關(guān)閉，平均輥道速度為1.0 m/s，經(jīng)過集卷器后活塞桿用在PF鏈上使用鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行加速冷卻。

（5）成品盤條的性能

活塞桿用盤條的抗拉強(qiáng)度676MPa，斷后伸長率23%，硬度93HRB。活塞桿用盤條鐵素體含量35%，珠光體含量65%。

實(shí)施例5

活塞桿用盤條的化學(xué)成分按重量百分比為C： 0.47%，Si：0.30%，Mn：0.85%，P：0.030%，S：0.035%，Cr： 0.25%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

生產(chǎn)方法如下：

（1）制造優(yōu)化成分的鑄坯

冶煉鋼水及連鑄成鑄坯，其化學(xué)成分按重量百分比為C： 0.47%，Si：0.30%，Mn：0.85%，P：0.030%，S：0.035%，Cr： 0.25%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

冶煉時(shí)，依次通過鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、LF爐精煉。鑄坯尺寸為155mm×155mm×11400mm。

（2）鑄坯加熱

鑄坯進(jìn)入加熱爐中首先預(yù)熱到1095℃，然后加熱到1110℃保溫，鑄坯在加熱爐內(nèi)的總時(shí)間90min，爐內(nèi)氧含量4%。

（3）盤條軋制

活塞桿用盤條規(guī)格為Φ28mm。

進(jìn)精軋機(jī)溫度：915℃。進(jìn)卷曲機(jī)溫度：860℃。

（4）盤條冷卻

保溫罩全部打開，冷卻風(fēng)機(jī)全部關(guān)閉，平均輥道速度為0.90 m/s，經(jīng)過集卷器后活塞桿用在PF鏈上使用鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行加速冷卻。

（5）成品盤條的性能

活塞桿用盤條的抗拉強(qiáng)度698MPa，斷后伸長率23%，硬度95HRB?；钊麠U用盤條鐵素體含量38%，珠光體含量62%。

以上實(shí)施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。