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神户制钢冷镦钢KNDS2、KNDS3、KNDS4、KNCH8P、KNCH9P、KNCH10、KNCH12P、KTCH20AT、KECH02化学成分力学性能
发布人:上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间:2014-03-10
神户制钢目前有2条线材生产线,分别为神户厂产能6万t/a的7号线和加古川厂产能为138万t/a的8号线,均能生产冷镦钢。
1、生产工艺及质量控制
神户制钢冷镦钢生产工艺路线为:铁水预处理。转炉→LF精炼→RH精炼→连铸(2流,300mm×430mm)→超声探伤、涡流探伤、板坯清理→加热炉→高速线材轧机轧制→在线处理。冷镦钢在二次加工过程中,若质量控制不佳会使紧固件产生裂纹甚至断裂,因此对盘条的内在和外在质量要求非常高。冶炼冷镦钢的关键是要提高钢水的纯净度,即控制钢中非金属夹杂物种类,降低夹杂物含量和尺寸。同时要有较高的塑性指标(断面收缩率应不小于50%、屈强比应不大于0.70)、优异的表面质量(冷镦开裂的80%是由钢丝表面缺陷造成)、晶粒要细小,组织为“铁素体+珠光体”。为此,神户制钢在质量控制方面主要采取了以下措施:
①、采用公司开发的超洁净钢冶炼工艺稳定钢水质量,该工艺将钢中的P、S含量分别控制在0.01%以下,大幅减少夹杂物含量并使夹杂物无害化;②、采用立-弯型大方坯连铸机,在结晶器内和凝固末端采用电磁搅拌,改善铸坯的中心偏析;③、对方坯(115mm×155mm)进行全长、全断面的表面和内部质量检查;④、线材在2次加工中经过全长表面缺陷检查和缺陷清理后拉拔成钢丝;⑤、将电机由500kw增加至700kw,实现低温轧制,⑥、采用精密轧机技术,尺寸公差控制在±0.1mm。
2、高附加值冷镦钢品种特点
神户制钢线材产品有6个“Only One”产品,汽车零部件用冷镦钢是其中之一,占据日本市场40%份额。公司从20世纪70年代开始研究冷镦钢,开发出KCH线材并使之系列化,此后又陆续开发出各种新产品:耐延迟断裂高强度螺栓用KNDS系列钢,非调质螺栓用KNCH系列钢,提高模具寿命的KTCH系列钢以及增加变形能力的KECH系列钢等。
2.1耐延迟断裂高强度螺栓用KNDS系列钢
11T级(抗拉强度为1100MPa级别)以上的高强度螺栓存在着延迟断裂问题,一般情况下不采用低合金SCM435等钢种。神户耐延迟断裂KNDS系列钢利用微细碳氮化物捕集钢中有害的氢,并通过高温回火处理提高强韧性。神户耐延迟断裂高强度螺栓用KNDS系列钢的化学成分和强度级别见表1。
表1:神户耐延迟断裂高强度螺栓用KNDS系列钢的化学成分和强度级别
牌号
|
化学成分(质量分数)/%
|
强度级别/MPa
|
|||||||||
C
|
Si
|
Mn
|
P
|
S
|
Ni
|
Cr
|
Mo
|
Ti
|
V
|
||
KNDS2
|
0.35
|
0.17
|
0.68
|
0.005
|
0.005
|
|
1.00
|
0.22
|
添加
|
|
1200
|
KNDS3
|
0.40
|
0.05
|
0.50
|
0.005
|
0.005
|
0.30
|
1.00
|
0.60
|
添加
|
添加
|
1200~1300
|
KNDS4
|
0.40
|
0.05
|
0.50
|
0.005
|
0.005
|
0.50
|
1.00
|
1.00
|
添加
|
添加
|
1300~1400
|
2.2非调质螺栓用KNCH系列钢
为提高冷镦制品强度,通常需要进行调质处理。神户开发的非调质螺栓用KNCH线材系列,省略了调质处理,同时具有高强度和良好冷镦性,其特点是通过降低Si、N含量,增加Al含量,抑制钢的加工硬化和应变时效。KNCH系列钢的优势是省略调质处理,因而降低了下游用户的生产成本,减少CO2的排放。神户部分KNCH系列钢的化学成分及性能见表2。
表2:神户部分KNCH系列钢的化学成分和强度级别
2.3提高模具寿命的KTCH系列钢
KTCH系列钢是神户制钢为减小对冷镦模具施加的变形抗力而研发的。KTCH系列钢能够抑制冷镦加工发热引起的动态应变时效,从而提高模具寿命,其特点是通过添加Cr、B,少固溶C和固溶N含量,并采用控轧控冷生产工艺。与普通S20C钢相比,KTCH钢能使模具寿命提高近1倍,节省模具更换次数,降低了用户的模具成本,并能省略冷镦前的软化退火。神户KTCH钢与普通钢S20C的化学成分和性能对比见表3。
表3:神户KTCH钢与普通钢S20C的化学成分和性能对比
2.4增加变形能力的KECH系列钢
KECH系列钢是神户为适应冷镦高速化和复杂部件延展变形而开发的,其特点是:用超低碳化增加变形能量,同时添加Si和Nb来保证钢的强度。KECH系列钢冷镦前不需要进行球化退火,适用于大批量生产延展变形大的复杂部件。神户KECH钢与普通KCH10AT钢的化学成分和性能对比见表4。
表4:神户KECH钢与普通KCH10AT钢的化学成分和性能对比
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