范 麗

(東北特鋼集團(tuán)北滿特殊鋼有限責(zé)任公司， 黑龍江 齊齊哈爾 161041)

冷拔材類碳結(jié)鋼的優(yōu)勢(shì)是精度高、機(jī)械性能高，廣泛用于汽車行業(yè)等領(lǐng)域，該品種冷拔材力學(xué)性能要求嚴(yán)格，與普通的碳結(jié)鋼相比具有較強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度,而且屈服強(qiáng)度、 斷后伸長(zhǎng)率、硬度等性能指標(biāo)值都高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)過(guò)程按常規(guī)工藝路線進(jìn)行退火、矯直、拉拔、拋光后的強(qiáng)度指標(biāo)可以達(dá)到550 MPa以上。許多用戶為提高工件的使用壽命需要較高性能的鋼材。通過(guò)提高原材料加工成品前的減面率能使性能指標(biāo)達(dá)到720 MPa左右，特別是抗拉強(qiáng)度達(dá)到750 MPa以上。按以往的工藝路線，生產(chǎn)的成品抗拉強(qiáng)度最高達(dá)到700MPa左右，為生產(chǎn)高機(jī)械性能抗拉強(qiáng)度735～900MPa,屈服強(qiáng)度≥430 MPa,斷后伸長(zhǎng)率≥7%,硬度HB210～HB265的產(chǎn)品。如冷拔材C45R我們對(duì)兩種成品規(guī)格φ21.5mm和φ19mm進(jìn)行了生產(chǎn)檢驗(yàn)、試驗(yàn)最終確認(rèn)最佳生產(chǎn)工藝路線，使該批合同兩個(gè)規(guī)格料順利進(jìn)行，合格上交達(dá)到用戶要求。

1 工藝試驗(yàn)

1.1 工藝試驗(yàn)一

將直徑φ21.2mm的鋼棒磨削到φ20.6mm，再拔制到直徑φ19mm。

表1 冷拔變形后檢驗(yàn)本體性能結(jié)果(試驗(yàn)一)

1.2 工藝試驗(yàn)二

將直徑φ23.65mm的鋼棒磨削到φ23.2mm，再拔制到直徑φ21.5mm。

表2 冷拔變形后檢驗(yàn)本體性能結(jié)果(試驗(yàn)二)

2 熱處理

經(jīng)過(guò)以上試驗(yàn)，加工后的樣件雖然表面、尺寸精度較為理想但性能指標(biāo)遠(yuǎn)未達(dá)到要求。為了提高強(qiáng)度指標(biāo)我們繼續(xù)進(jìn)行了2爐正火處理。

2.1 工藝試驗(yàn)一

工藝溫度：850℃正火，數(shù)量：2爐。將正火處理后鋼棒按裝爐的上下、左右及中間位置并取兩組10塊試樣編好序號(hào)，按原工藝進(jìn)行分別拉拔到φ21.5mm和φ19mm兩種規(guī)格，經(jīng)冷拔變形后檢驗(yàn)本體性能結(jié)果：抗拉強(qiáng)度907～923MPa之間；收縮率47%～45%;伸長(zhǎng)率10.5%～9.5%；硬度HB265～HB273； 強(qiáng)度指標(biāo)均高于900MPa，相應(yīng)的硬度也超出范圍要求。

2.2 工藝試驗(yàn)二

工藝溫度260～300℃。將加工到φ21.5mm和φ19mm兩種規(guī)格的鋼棒各取10塊試樣按編號(hào)裝進(jìn)小爐進(jìn)行時(shí)效試驗(yàn)，將冷拔變形后具有亞穩(wěn)定的組織的鋼材，加熱到某一溫度下進(jìn)行保溫：試樣時(shí)效(270±10)℃，保溫1h空冷后抗拉強(qiáng)度為：750～768 MPa；收縮率:42%～44%，伸長(zhǎng)率:11%～12% 硬度HB225～HB230之間。

經(jīng)試樣小爐時(shí)效退火后，試樣全部達(dá)到合格。由于小爐試樣與生產(chǎn)用的批量裝爐存在裝爐量、透燒效果的不同，因此在實(shí)際生產(chǎn)中根據(jù)長(zhǎng)期的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)及設(shè)備的保證能力對(duì)退火溫度進(jìn)行了稍加變動(dòng)，退火工藝調(diào)整到300℃空冷。工藝熱處理曲線如圖1。升溫到設(shè)定溫度后按要求保溫。

圖1 熱處理曲線

按上述工藝生產(chǎn)的類碳結(jié)鋼的硬度由HB179～HB187提高到HB235～HB251。抗拉強(qiáng)度達(dá)到832～851MPa，取樣合格。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)冷拔變形后的鋼材，經(jīng)時(shí)效熱處理后加熱到一定溫度下進(jìn)行保溫。由于冷拔變形后的鋼材具有亞穩(wěn)定的組織，在某一溫度下，鋼材的機(jī)械性能和物理性能等隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)而發(fā)生變化，而且鋼的組織并無(wú)顯著的變化，以達(dá)到改善機(jī)械性能、穩(wěn)定鋼材尺寸和形狀的目的。冷拔鋼材實(shí)效后強(qiáng)度提高，可以認(rèn)為是鋼材內(nèi)部鐵素體中分解出來(lái)的滲碳體及氧化物等微小的粒子強(qiáng)化了鋼材所致。關(guān)于時(shí)效處理溫度，可根據(jù)具體情況生產(chǎn)過(guò)程中的裝爐配爐及鋼種等有的采用200～300℃或380～400℃時(shí)效處理，也有采用更高溫度的。當(dāng)鋼材進(jìn)行熱處理時(shí)為了方便也可將同一熱處理制度熱處理的鋼材進(jìn)行同爐處理，通過(guò)取代表性的試樣檢驗(yàn)，其各項(xiàng)機(jī)械性能硬度和鋼材的顯微組織，進(jìn)行分析不斷改進(jìn)從而獲得用戶需要的產(chǎn)品。