一種耐低溫高強(qiáng)度彈簧鋼及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及合金鋼技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐低溫高強(qiáng)度彈簧鋼及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]合金鋼的發(fā)展已經(jīng)有100多年的歷史了，到目前為止，多種多樣的合金鋼在工業(yè)上被應(yīng)用，主要有以下類(lèi)型:調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、工具鋼、高速鋼、模具鋼、高中低碳合金鋼等，目前為止，雖然合金鋼技術(shù)得到很大發(fā)展，但是，仍有很多問(wèn)題存在，如耐磨度、硬度、防銹性能、耐腐蝕性能、耐高低溫性能、脆性、韌性、成本等不能兼顧，在很多場(chǎng)合還不能滿(mǎn)足生產(chǎn)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種耐低溫高強(qiáng)度彈簧鋼及其制備方法，制備的彈簧鋼具有強(qiáng)的耐低溫韌性、高強(qiáng)度、抗疲勞和淬透性的特點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]一種耐低溫高強(qiáng)度彈簧鋼，其含有的化學(xué)成分及其重量百分比如下:C0.45-0.55 %, Si 1.0-1.3 %, Mn 1.2-1.4 %, Ni 3.5-5.5 %, Cr 0.8-1.0 %, Cu
0.3-0.5 %, Ti 0.006-0.008 %, Zn 0.03-0.06 %, Sn 0.004-0.005 P ^ 0.025 %,S彡0.025%、余量為鐵。
[0006]所述的耐低溫高強(qiáng)度彈簧鋼的制備方法，包括以下步驟:
[0007](I)將生鐵與廢鐵按1:2比例投入爐中熔化作為鐵基質(zhì)來(lái)源；進(jìn)行脫硫、脫氧、合金化，合金化過(guò)程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(l)S1、Mn ;(2)Cu、Zn、Sn ； (3)Ni,Cr、Ti ; (4)其它剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為8-10分鐘，投料后攪拌均勻；
[0008](2)采用精煉劑爐外精煉，然后澆鑄、鑄后熱處理。
[0009]所述的耐低溫高強(qiáng)度彈簧鋼的制備方法，步驟(2)中所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:硅灰石粉5-8份、氫氧化鎂8-10份、硅藻土 5-8份、玉石粉3-4份、氯化鉀10-15份、氯化錳5-7份、海綿鈦0.5-0.8份；制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態(tài)，然后，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；將所得粉末加入相當(dāng)于粉末重量3-5%的硅烷偶聯(lián)劑KH-550、2-4%的納米碳粉，混合均勻后，在8-15Mpa下壓制成坯，然后，在1000-1100°C下煅燒3-4小時(shí)，冷卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
[0010]本發(fā)明的有益效果如下:
[0011]本發(fā)明通過(guò)對(duì)合金成分進(jìn)行合理調(diào)整，合理設(shè)置配比和生產(chǎn)工藝，合理設(shè)置投放次序，形成的彈簧鋼具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能，尤其具有超高的強(qiáng)度、耐低溫韌性和淬透性，不含貴金屬元素V，降低了材料的成本；本發(fā)明C含量控制在0.45-0.55%，并添加B、V、T1、提高鋼的淬透性和晶粒度；Mn的重量百分比為1.2-1.4%，提高鋼的淬透性和低溫沖擊韌性；Ni的重量百分比為3.5-5.5%，提高鋼的低溫沖擊韌性；在精煉時(shí)添加的精煉劑，對(duì)鋼體內(nèi)的氧化夾雜物具有強(qiáng)烈的吸附作用，能有效地俘獲夾雜物并迅速下沉造渣，顯著提高彈簧鋼的力學(xué)性能和耐低溫性能。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明不僅限于這些實(shí)施例，在未脫離本發(fā)明宗旨的前提下，所作的任何改進(jìn)均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0013]實(shí)施例1:
[0014]一種耐低溫高強(qiáng)度彈簧鋼，其含有的化學(xué)成分及其重量百分比如下:C0.45-0.55 %, Si 1.0-1.3 %, Mn 1.2-1.4 %, Ni 3.5-5.5 %, Cr 0.8-1.0 %, Cu0.3-0.5 %, Ti 0.006-0.008 %, Zn 0.03-0.06 %, Sn 0.004-0.005 P ^ 0.025 %,S彡0.025%、余量為鐵。
[0015]制備方法，包括以下步驟:
[0016](I)將生鐵與廢鐵按1:2比例投入爐中熔化作為鐵基質(zhì)來(lái)源；進(jìn)行脫硫、脫氧、合金化，合金化過(guò)程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(l)S1、Mn ;(2)Cu、Zn、Sn ； (3)Ni,Cr、Ti ; (4)其它剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為8-10分鐘，投料后攪拌均勻；
[0017](2)采用精煉劑爐外精煉，然后澆鑄、鑄后熱處理。所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:硅灰石粉5-8份、氫氧化鎂8-10份、硅藻土 5-8份、玉石粉3-4份、氯化鉀10-15份、氯化錳5-7份、海綿鈦0.5-0.8份；制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態(tài)，然后，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；將所得粉末加入相當(dāng)于粉末重量3-5%的硅烷偶聯(lián)劑KH-550、2-4%的納米碳粉，混合均勻后，在8-15Mpa下壓制成坯，然后，在1000-1100°C下煅燒3-4小時(shí)，冷卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
[0018]本實(shí)施例制備的彈簧鋼的機(jī)械性能為:拉伸強(qiáng)度1200_1350MPa，屈服強(qiáng)度855-895MPa，延伸率12-15 %，斷面收縮率26-27 %，沖擊吸收功50-58J，沖擊韌性68-70J/cm2 ο
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐低溫高強(qiáng)度彈簧鋼，其特征在于:其含有的化學(xué)成分及其重量百分比如下:C0.45-0.55%,Si 1.0-1.3%,Mn 1.2-1.4%,Ni 3.5-5.5%,Cr 0.8-1.0%,Cu 0.3-0.5%,Ti 0.006-0.008%,Zn 0.03-0.06%,Sn 0.004-0.005%、P < 0.025%、S < 0.025%、余量為鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐低溫高強(qiáng)度彈簧鋼的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)將生鐵與廢鐵按1:2比例投入爐中熔化作為鐵基質(zhì)來(lái)源；進(jìn)行脫硫、脫氧、合金化，合金化過(guò)程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(l)S1、Mn ;(2)Cu、Zn、Sn ;(3)N1、Cr、Ti ；(4)其它剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為8-10分鐘，投料后攪拌均勻； (2)采用精煉劑爐外精煉，然后澆鑄、鑄后熱處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐低溫高強(qiáng)度彈簧鋼的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:硅灰石粉5-8份、氫氧化鎂8-10份、硅藻土 5-8份、玉石粉3-4份、氯化鉀10-15份、氯化猛5-7份、海綿鈦0.5-0.8份；制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態(tài)，然后，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；將所得粉末加入相當(dāng)于粉末重量3-5%的硅烷偶聯(lián)劑KH-550、2-4%的納米碳粉，混合均勻后，在8-15Mpa下壓制成坯，然后，在1000-1100°C下煅燒3-4小時(shí)，冷卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種耐低溫高強(qiáng)度彈簧鋼及其制備方法，含有的化學(xué)成分及其重量百分比為：C0.45-0.55％、Si1.0-1.3％、Mn1.2-1.4％、Ni3.5-5.5％、Cr0.8-1.0％、Cu0.3-0.5％、Ti0.006-0.008％、Zn0.03-0.06％、Sn0.004-0.005％、P≤0.025％、S≤0.025％、余量為鐵。制備方法：(1)熔煉、合金化；(2)精煉劑爐外精煉，澆鑄、鑄后熱處理。本發(fā)明通過(guò)對(duì)合金成分進(jìn)行合理調(diào)整，合理設(shè)置配比和生產(chǎn)工藝，合理設(shè)置投放次序，形成的彈簧鋼具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能，具有超高的強(qiáng)度、耐低溫韌性和淬透性，不含貴金屬元素V，成本低；在精煉時(shí)添加的精煉劑，對(duì)鋼體內(nèi)的氧化夾雜物具有強(qiáng)烈的吸附作用，能有效地俘獲夾雜物并迅速下沉造渣，顯著提高彈簧鋼的力學(xué)性能和耐低溫性能。
【IPC分類(lèi)】C22C33-04, C22C38-50
【公開(kāi)號(hào)】CN104630650
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510064475
【發(fā)明人】梅百榮
【申請(qǐng)人】銅陵百榮新型材料鑄件有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年2月6日