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1、(10)申请公布号 CN 104209361 A (43)申请公布日 2014.12.17 C N 1 0 4 2 0 9 3 6 1 A (21)申请号 201310217606.6 (22)申请日 2013.06.03 B21C 37/04(2006.01) B21C 1/00(2006.01) (71)申请人宝钢特钢有限公司 地址 200940 上海市宝山区水产路1269号 (72)发明人汤飞 施惠琴 (74)专利代理机构上海集信知识产权代理有限 公司 31254 代理人肖祎 (54) 发明名称 一种30CrMnSiA六角形冷拔材的制备方法 (57) 摘要 本发明公开了一种30CrMnS。
2、iA六角形冷拔材 的制备方法，通过盘卷坯料退火处理、盘卷表面缺 陷处理、盘卷预涂层润滑处理、盘卷冷拉成品前道 变形处理、盘卷冷拉成品成型处理等步骤，生产出 的六角紧固件用钢30CrMnSiA钢种达到了优质级 材料要求，并且冷拔材的表面无脱碳层、无肉眼可 见的缺陷，成品的合格率可达到99.4%以上，生产 成本大幅度下降，满足了紧固件制作行业高品质 的原材料质量要求。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104209361 A CN 10420936。
3、1 A 1/1页 2 1.一种30CrMnSiA六角形冷拔材的制备方法，其特征在于， 包括以下步骤： A采用30CrMnSiA热轧盘卷为原料，在具有氮氢保护气氛的强对流罩式炉内进行退火 处理，以恢复塑性； B对退火后的盘卷进行表面缺陷处理； C对盘卷进行离线表面预涂层润滑处理； D将盘卷在连续拉拔机上进行冷拔变形处理，形成准六角形盘卷； E对准六角形盘卷进行冷拉成品成型处理。 2.如权利要求1所述的30CrMnSiA六角形冷拔材的制备方法，其特征在于： 在步骤A中，所述的退火处理的控制要求为：随炉升温到700-720，保温46小时 后，冷却到140或以下温度出炉。 3.如权利要求1所述的30C。
4、rMnSiA六角形冷拔材的制备方法，其特征在于： 在步骤B中，具体包括以下步骤： B1开卷矫直，设定进给速度为1020m/min； B2切削，将刀盘转速控制在26003000RPM； B3砂带抛光，控制砂带抛光机转速230250RPM； B4收卷，以获得表面粗糙度0.8m，脱碳层深度0.03mm的盘卷。 4.如权利要求1所述的30CrMnSiA六角形冷拔材的制备方法，其特征在于： 在步骤C中，具体包括以下步骤： C1脱脂，采用浓度为1520%脱脂剂，温度控制在4050，时间为5070分钟， 以去除表面缺陷处理时的残留液； C2冲洗； C3上皮膜剂，采用总酸度为3540，游离酸度为5.67.0的。
5、D3D35皮膜剂溶 液，浸渍温度为6585，浸渍时间为510min； C4冲洗； C5上润滑剂，采用溶度为57%，溶液PH值为89的LS-2型号润滑液，浸渍温度 为7585，浸渍时间为45分钟； C6吹干。 5.如权利要求1所述的30CrMnSiA六角形冷拔材的制备方法，其特征在于： 在步骤D中，具体包括以下步骤： D1对盘卷进行开卷和预矫； D2通过拉拔形成准六角形； D2在线收集为准六角形盘卷。 6.如权利要求1所述的30CrMnSiA六角形冷拔材的制备方法，其特征在于： 在步骤E中，具体包括以下步骤： D1对准六角形盘卷进行预矫； D2通过冷拉变形为六角形； D3弯卷或精矫； D4剪切和。
6、收集。 权 利 要 求 书CN 104209361 A 1/6页 3 一种 30CrMnSiA 六角形冷拔材的制备方法 技术领域 0001 本发明涉及冷拔材的制备工艺，更具体地说，涉及一种30CrMnSiA六角形冷拔材 的制备方法。 背景技术 0002 合金结构钢是合金钢的一个种类，30CrMnSiA是合金结构钢的一个品种，作为合金 结构钢类高等级的紧固件制作用钢。而合金结构钢冷拔材是指：采用冷拔工艺技术，生产的 合金结构钢产品，产品形状有、六角形等。 0003 30CrMnSiA合金结构钢作为制作紧固件用钢材料，是用于制造各类高质量要求的 发动机、机械设备上的紧固件。30CrMnSiA作为合。
7、金结构钢的特点是：碳含量在0.28 0.35%，硅含量在0.901.20%，锰含量在0.801.10%，铬含量在0.801.20%，镍含量 0.40%精炼材，经冶炼、轧制、冷加工制成紧固件用钢的原料。 0004 目前，30CrMnSiA合金结构钢的六角形冷拔材产品，供货标准分普通级、优质级。 30CrMnSiA合金结构钢六角形冷拔材的（普通级）供货标准： 0005 （1）供货状态是以冷拉棒材形式交货； 0006 （2）冷拉状态交货的主要性能要求：脱碳层1.5S（D）mm（S是指六角钢对边 的距离，D是指圆形钢的直径），在硬度指标（冷拉）269HBW。 0007 （3）表面质量：钢材表面应光滑，。
8、不得有肉眼可见的裂纹、折迭、结疤和拉裂等缺 陷，深度不超过钢材直径公差之半的个别麻点、划痕和凹坑等缺陷允许存在。 0008 30CrMnSiA合金结构钢六角形冷拔材的（优质级）供货标准： 0009 （1）供货状态是以冷拉棒材或盘卷形式交货； 0010 （2）其主要性能要求：脱碳层0.03，硬度指标（冷拉）269HBW。 0011 （3）表面质量：钢材表面应光滑，不得有肉眼可见的裂纹、折迭、结疤和拉裂等缺 陷。 0012 而目前30CrMnSiA合金结构钢的六角形冷拔材的常规冷拔材制备生产工艺流程 是：酸洗冷拉归圆退火单边磨0.15-0.20mm探伤去油涂石灰冷拉第一道六角 装管子退火酸洗冷拉第。
9、二道六角去油涂石灰冷拉成品六角。 0013 采用上述常规生产技术，制备的30CrMnSiA合金结构钢的六角形冷拔材产品，能 达到下列产品（普通级）供货标准： 0014 1、脱碳层深度为：1.5S（D）mm。 0015 2、表面质量：深度不超过钢材直径公差之半的个别麻点、划痕和凹坑等缺陷允许 存在。 0016 但是，采用上述常规生产技术，制备的30CrMnSiA合金结构钢的六角形冷拔材产 品（优质级），存在下列不足之处： 0017 1、脱碳层深度较大，是尺寸的1.5S(D)mm，直接影响到调质的表面硬度。 0018 2、表面质量存在的不超过钢材直径公差之半的麻点、划痕和凹坑等缺陷，直接影 说 明。
10、 书CN 104209361 A 2/6页 4 响到制作紧固件的质量。 0019 3、合格低（仅为86%左右），生产成本较高。 0020 综上所述，如何制备优质级的30CrMnSiA合金结构钢六角形冷拔材产品，是一个 技术难题，急需有效解决。 发明内容 0021 针对现有技术中存在的上述缺点，本发明的目的是提供一种30CrMnSiA六角形冷 拔材的制备方法，生产出的六角形冷拔材完全满足优质级别要求。 0022 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 0023 该30CrMnSiA六角形冷拔材的制备方法，包括以下步骤： 0024 A采用30CrMnSiA热轧盘卷为原料，在具有氮氢保护气氛的强对。
11、流罩式炉内进行 退火处理，以恢复塑性； 0025 B对退火后的盘卷进行表面缺陷处理； 0026 C对盘卷进行离线表面预涂层润滑处理； 0027 D将盘卷在连续拉拔机上进行冷拔变形处理，形成准六角形盘卷； 0028 E对准六角形盘卷进行冷拉成品成型处理。 0029 在步骤A中，所述的退火处理的控制要求为：随炉升温到700720，保温46 小时后，冷却到140或以下温度出炉。 0030 在步骤B中，具体包括以下步骤： 0031 B1开卷矫直，设定进给速度为1020m/min； 0032 B2切削，将刀盘转速控制在26003000RPM； 0033 B3砂带抛光，控制砂带抛光机转速230250RPM。
12、； 0034 B4收卷，以获得表面粗糙度0.8m，脱碳层深度0.03mm的盘卷。 0035 在步骤C中，具体包括以下步骤： 0036 C1脱脂，采用浓度为1520%脱脂剂，温度控制在4050，时间为5070 分钟，以去除表面缺陷处理时的残留液； 0037 C2冲洗； 0038 C3上皮膜剂，采用总酸度为3540，游离酸度为5.67.0的D3D35皮膜剂 溶液，浸渍温度为6585，浸渍时间为510min； 0039 C4冲洗； 0040 C5上润滑剂，采用溶度为57%，溶液PH值为89的LS-2型号润滑液，浸渍 温度为7585，浸渍时间为45分钟； 0041 C6吹干。 0042 在步骤D中，具。
13、体包括以下步骤： 0043 D1对盘卷进行开卷和预矫； 0044 D2通过拉拔形成准六角形； 0045 D2在线收集为准六角形盘卷。 0046 在步骤E中，具体包括以下步骤： 0047 D1对准六角形盘卷进行预矫； 说 明 书CN 104209361 A 3/6页 5 0048 D2通过冷拉变形为六角形； 0049 D3弯卷或精矫； 0050 D4剪切和收集。 0051 在上述技术方案中，本发明的30CrMnSiA六角形冷拔材的制备方法通过盘卷坯 料退火处理、盘卷表面缺陷处理、盘卷预涂层润滑处理、盘卷冷拉成品前道变形处理、盘卷 冷拉成品成型处理等步骤，生产出的六角紧固件用钢30CrMnSiA钢。
14、种达到了优质级材料要 求，并且冷拔材的表面无脱碳层、无肉眼可见的缺陷，成品的合格率可达到99.4%以上，生 产成本大幅度下降，满足了紧固件制作行业高品质的原材料质量要求。 附图说明 0052 图1是本发明的六角形冷拔材的制备方法的流程框图。 具体实施方式 0053 下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。 0054 请结合图1所示，本发明的30CrMnSiA六角形冷拔材的制备方法主要包括以下几 个步骤：盘卷坯料退火处理、盘卷表面缺陷处理，盘卷预涂层润滑处理、盘卷冷拉成品前道 变形处理、盘卷冷拉成品成型处理。其中，盘卷坯料退火处理是对30CrMnSiA热轧盘卷进行 退火，恢复塑性；盘卷表。
15、面缺陷处理是通过表面机械切削去除热轧盘卷的表面裂纹、擦伤缺 陷、同时清除表面脱碳；盘卷预涂层润滑处理是进行表面脱脂、润滑处理，以达到表面冷拔 生产的表面要求；盘卷冷拉成品前道变形处理是在连续拉拔机组上，将表面预涂层润滑处 理后的盘园，采取一定的变形量冷拉成六角形的前道异型盘卷；盘卷冷拉成品成型处理是 在连续拉拔机上，采用一定的变形量，将六角形的前道异型盘卷生产成六角形钢成品盘卷 或棒料。具体步骤如下： 0055 一、盘卷坯料退火处理 0056 由于热轧的30CrMnSiA钢种盘卷组织为片状的铁素体+珠光体组织，其塑性极差， 不能适应拉拔塑性变形，因此，热轧后的盘卷采取退火处理以恢复塑性，便于进。
16、行冷拉塑性 变形。 0057 盘卷退火处理的主要工艺要点如下： 0058 盘卷在具有氮氢保护气氛的强对流罩式炉内进行退火，该强对流罩式炉主要技术 参数： 0059 有效尺寸是直径：3000mm；高度：3700mm；保护气类型：N2，露点：-60；氮氢混 合气：露点-60；含氧量：5ppm；最大装炉量13吨。 0060 盘卷退火处理的控制要求为：随炉升温到700720，保温46小时后冷却到 140或以下温度出炉。 0061 二、盘卷表面缺陷处理 0062 热轧盘卷退火处理后盘卷，通常表面存在擦伤、裂纹、脱碳等缺陷，为了保证后续 拉拔后成品表面无缺陷，无脱碳的要求，必须采取对盘卷表面缺陷清除处理，。
17、以获得优质的 盘卷表面。 0063 盘卷表面缺陷处理流程如下： 说 明 书CN 104209361 A 4/6页 6 0064 盘卷开卷矫直切削砂带抛光收卷 0065 其主要工艺要点： 0066 设定进给速度1020m/min，刀盘转速控制在26003000RPM；1、2、3号砂带抛 光机转速230-250RPM（无级可调），用80#砂带抛光后，盘卷表面粗糙度Ra0.8m。脱 碳层的深度0.03mm。 0067 三、盘卷预涂层润滑处理 0068 30CrMnSiA钢种盘卷经盘卷表面缺陷处理后，表面无缺陷，非常光洁，同时表面残 留着切削液，不能适宜后续的冷拔生产，因此，冷拉成品变形前需进行专门的。
18、离线表面预涂 层润滑处理，即先进行脱脂来去除表面缺陷处理时的残留液，再进行预涂层润滑处理。 0069 表面预涂层润滑处理流程如下： 0070 脱脂冲洗上皮膜剂冲洗上润滑剂吹干 0071 主要工艺要点如下： 0072 1、脱脂工艺 0073 脱脂目的：盘卷表面缺陷处理时的残留液； 0074 成分控制：浓度为1520%脱脂剂； 0075 温度和时间：温度控制4050，时间5070分钟。 0076 上皮膜剂和润滑剂工艺 0077 D3-D35皮膜剂溶液的控制：总酸度（TA）：3540，游离酸度（FA）：5.67.0； 0078 皮膜剂浸渍温度和时间：温度：6585，浸渍时间：510min； 0079。
19、 润滑剂溶液的控制：LS-2型号润滑液溶度57%，溶液PH值为89； 0080 润滑剂浸渍温度和时间：润滑剂温度控制在7585，浸渍时间45分钟。 0081 四、盘卷冷拉成品前道变形处理： 0082 经过预涂层润滑处理后的盘卷，在连续拉拔机上进行冷拔生产，冷拔后的形状由 圆变成准六角形的盘卷，主要生产步骤如下： 0083 盘卷（圆）开卷和预矫拉拔（准六角）在线（弯卷）收集 0084 由于30CrMnSiA钢种连续拉拔的难度非常大，因此，在拉拔过程中，冷变形量、模 具的安装和变形速度控制的十分重要，采用适当变形量的冷拉生产方式有利于连续拉拔的 顺利进行，具体生产控制要点如下： 0085 1）冷拉。
20、生产 0086 根据对30CrMnSiA钢种退火盘卷的塑性指标检测分析，单道次最大的冷变形量理 论上可以达到55-60%。但实际生产中，由于受到成分、退火质量、表面质量以及机械性能等 因素的制约，实际生产中，单道次冷变形量控制范围在20-40%之间，可以确保拉拔顺利和 拉拔过程中不发生断裂、拉伤，达到冷拉生产的要求。 0087 2）模具要求 0088 冷拔六角钢所使用的模具内表面质量要求：无砂眼、划伤、凹坑、环形沟槽等缺陷， 用金刚砂研磨膏进行精抛，其表面光洁度达到镜面要求。 0089 冷拉用模具的几何尺寸： 0090 入口角60、润滑锥36、工作锥24、定径带35mm、出口锥60； 0091。
21、 冷拉用模具的材质：YG8； 说 明 书CN 104209361 A 5/6页 7 0092 六角面的平整度0.01mm。 0093 3）拉拔速度和弯卷收集参数控制 0094 30CrMnSiA钢种冷拉由圆形冷拉成准六角形钢采用拉拔速度控制在2040m/ min。同时，通过调整模具的水平轴（X轴）和垂直轴（Y轴）的角度，保持经冷拉后六角平面 向上；通过预矫、冷拉变形、弯卷收集进行，弯曲后的盘卷外径在10001200mm，内径在： 8001000mm，实现盘卷冷拉成品前道变形的生产工艺要求。 0095 五、盘卷冷拉成品成型处理 0096 30CrMnSiA冷拉成品成型是以准六角形的盘卷通过预矫、。
22、冷拉变形、弯卷或精矫、 剪切收集方法进行最终的成型加工生产成成品的盘卷或棒材。 0097 主要工艺要点： 0098 30CrMnSiA的冷拉由成品前道的冷拉准六角形异型，采用中速拉拔，拉拔速度控制 在不超过2040m/min。同时，通过调整模具的水平轴（X轴）和垂直轴（Y轴）的角度，保 持经冷拉后六角型材的平面向上； 0099 以盘卷供货的通过预矫、冷拉变形、弯卷收集进行，弯曲后的盘卷外径在1000 1200mm，内径在：8001000mm，符合盘卷收卷的生产工艺要求。 0100 以棒材生产的通过预矫、冷拉变形、剪切定尺、精矫、收集方法进行最终的成型加 工。剪切模安装规格是以成品最大尺寸+0.。
23、5mm，确保端部平整，无剪切压痕；成品在线矫直 使用水平轴（X轴）和垂直轴（Y轴）双向矫直，直线度1mm/m。 0101 利用冷拉后30CrMnSiA材料冷加工产生的加工硬化，适当的变形量达到所需的硬 度，有利于30CrMnSiA合金结构钢生产中刚度的要求，HRB为：259269。 0102 下面以钢铁生产企业生产30CrMnSiA钢种冷拔六角钢实例，进行具体举例说明： 化学成分见下表1：30CrMnSiA钢的化学成分 0103 元素C Si Mn Cr Ni Mo Cu 含量0.3 1.11 0.91 0.96 0.09 0.02 0.06 0104 将上述8.0mm的30CrMnSiA盘卷。
24、坯料进行退火处理（装炉量12.3吨，随炉升温 到710-720，保温5小时，随炉控冷140出炉）盘卷表面缺陷处理至7.8mm（进给速度 1520m/min，刀盘转速控制在26002700RPM，1、2、3号抛光机转速240250RPM) 盘卷预涂层润滑处理（浓度为1520%脱脂剂，温度控制4050，时间5070分钟，上 D3-D35皮膜剂，总酸度（TA）：40，游离酸度（FA）：6.0，温度：75，浸渍时间8min；上润滑剂 LS-2液溶度6%，温度控制在8085，浸渍时间45分钟）盘卷冷拉成品前道变形处 理（由圆形7.8mm拉拔速度35m/min冷拉成准六角形钢S为6.7mm（S是指六角钢对。
25、边的 距离），盘卷外径在10001200mm，内径：800-1000mm）盘卷冷拉成品成型处理（冷拉成六 角形钢S为6.7mm，成品盘卷或棒材S为6.0mm，速度30m/min）。 0105 采用该制备方法成形后的六角形冷拔材性能如下： 0106 1、硬度为：HRB265，脱碳：0，满足硬度269HBW，脱碳层0.03mm的指标； 0107 2、冷拉成型后的表面质量无肉眼可见的缺陷（无麻点、划痕和凹坑等）； 0108 3、可以冷拉棒材或盘卷形式交货。 说 明 书CN 104209361 A 6/6页 8 0109 综上所述，本发明的30CrMnSiA六角形冷拔材的制备方法，其生产过程流畅，适合 大批量生产的需要，并且生产出的六角形冷拔材完全符合优质级别要求，并保证了合格率， 能够给企业带来可观的经济效益。 0110 本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明， 而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变 化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。 说 明 书CN 104209361 A 1/1页 9 图1 说 明 书 附 图CN 104209361 A 。