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8级免退火非调质螺母用MFM-2冷镦钢

发布时间：2015-02-27

发布者：张力

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    目前，国内螺母的镦制生产工艺主要有两种，一种是小料大变形的镦制生产工艺，另一种是大料小变形镦制生产工艺。由于螺母生产过程中冷镦变形量大，螺母镦制生产企业在生产8级螺母时，为保证达到国家标准GB/T3098.2规定的机械性能，通常选用中碳冷镦钢SWRCH25K、SWRCH35K、SWRCH45K等，经退火→酸洗磷化→拉拔→冷镦（攻丝）→调质（淬火+高温回火）→表面处理工序，生产8级螺母。众所周知，退火和调质（淬火+高温回火）工序需要消耗大量能源，不仅加大生产成本，还污染环境，降低生产效率，控制不当时产品易产生热处理缺陷。

随着国内高速线材轧机装备水平的提高，热机轧制技术的突破，马鞍山钢铁股份有限公司通过微合金化和热机轧制技术研究，开发出了能省去退火，淬火+高温回火工序，经酸洗磷化→拉拔→冷镦（攻丝）工序，可直接生产8级螺母的免退火非调质螺母用MFM-2冷镦钢。
针对国家标准GB/T3098.2对8级螺母的成分、性能规定，以及螺母生产对盘条冷镦性能要求高的特点，对8级螺母免退火非调质螺母用MFM-2冷镦钢的化学成分设计上采用低中碳，利用锰合金强化，考虑到硅不利于冷镦，采用低硅含量，同时适量添加V、Nb、Ti、Cr等微合金强化元素，在保证经过冷加工后获得8级螺母所要求的各项性能的前提下，提高冷镦钢冷加工性能。钢的成分见表1。

表1         MFM-2冷镦钢的化学成分（W%）
                牌号            C            Si            Mn            S            P            V、Nb、Ti、Cr        
            MFM-2            0.24～0.28            ≤0.10            0.60～1.00            ≤0.025            ≤0.025            添加        
 
抽取生产的免退火非调质螺母用MFM-2冷镦钢计七个批次，钢的实测化学成分见表2。

表2    MFM-2冷镦钢实测化学成分（W%）
                炉号            C            Si            Mn            S            P            V、Nb、Ti、Cr        
            296            0.26            0.03            0.74            0.005            0.018            按规定添加        
            297            0.25            0.06            0.75            0.002            0.013            按规定添加        
            279            0.27            0.06            0.78            0.002            0.014            按规定添加        
            999            0.27            0.06            0.76            0.004            0.016            按规定添加        
            029            0.26            0.06            0.75            0.005            0.018            按规定添加        
            996            0.27            0.06            0.74            0.003            0.013            按规定添加        
            033            0.27            0.05            0.76            0.004            0.021            按规定添加        
将MFM-2冷镦钢轧制成φ8、φ10、φ12、φ16规格, 免退火非调质螺母用MFM-2冷镦钢盘条力学性能统计见表3。从表3可见盘条的力学性能波动小，抗拉强度在530～560 Mpa，断面收缩率高于50%，最大达到61%，1/3冷顶锻合格。

表3    冷镦钢MFM-2盘条力学性能
                规格            抗拉强度Rm/MPa            断后伸长率A/%            断面收缩率Z/%        
            φ8            555            555            560            31.0            32.5            31.5            57.0            58.0            59.0        
            φ12            530            530            530            31.5            31.5            32.5            53.5            53.5            53.0        
            φ10            555            550            560            32.0            31.5            32.5            58.0            56.0            56.5        
            φ10            560            550            560            29.0            32.0            32.0            58.5            58.5            60.5        
            φ10            560            550            550            34.5            34.0            34.0            58.0            60.5            61.0        
            φ16            555            560            555            29.0            30.5            29.5            53.0            50.5            50.0        
            φ16            555            550            555            30.0            31.0            30.5            52.5            51.5            53.5        
            φ16            555            555            550            30.5            31.0            30.5            50.0            52.5            51.0        
            φ16            550            560            555            31.0            30.5            30.5            52.5            52.5            51.5        

分别选用φ16、φ12规格MFM-2冷镦钢盘条，经酸洗磷化→拉拔→冷镦（攻丝）工序，采用小料大变形的镦制工艺直接生产8级M16和M10螺母, 螺母表面质量完好，保载试验合格，生产过程顺利，没有出现开裂现象。模具损耗与常规退火材料近似，此两种规格螺母维氏硬度M16螺母230～237HV30、M10螺母231～240HV30,符合技术要求。

免退火非调质螺母用MFM-2冷镦钢的特点，主要在炼钢轧钢加热工艺、热机轧机工艺、控冷工艺与常规产品有很大不同。独特的工艺使盘条获得铁素体+细珠光体显微组织，晶粒度为9级～10级，铁素体含量67%～71%，从而保证盘条性能波动小，抗拉强度在530～560Mpa,断面收缩率高于50%，最大达到61%，1/3冷顶锻合格。需要注意的是：螺母生产工艺应采用小料大变形的镦制螺母生产工艺时，拉拔量应控制在10%以内；在采用大料小变形的镦制螺母生产工艺时，拉拔量应控制在20%以内.
 
 
 
 
 

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牌号	C	Si	Mn	S	P	V、Nb、Ti、Cr
MFM-2	0.24～0.28	≤0.10	0.60～1.00	≤0.025	≤0.025	添加

炉号	C	Si	Mn	S	P	V、Nb、Ti、Cr
296	0.26	0.03	0.74	0.005	0.018	按规定添加
297	0.25	0.06	0.75	0.002	0.013	按规定添加
279	0.27	0.06	0.78	0.002	0.014	按规定添加
999	0.27	0.06	0.76	0.004	0.016	按规定添加
029	0.26	0.06	0.75	0.005	0.018	按规定添加
996	0.27	0.06	0.74	0.003	0.013	按规定添加
033	0.27	0.05	0.76	0.004	0.021	按规定添加

规格	抗拉强度Rm/MPa			断后伸长率A/%			断面收缩率Z/%
φ8	555	555	560	31.0	32.5	31.5	57.0	58.0	59.0
φ12	530	530	530	31.5	31.5	32.5	53.5	53.5	53.0
φ10	555	550	560	32.0	31.5	32.5	58.0	56.0	56.5
φ10	560	550	560	29.0	32.0	32.0	58.5	58.5	60.5
φ10	560	550	550	34.5	34.0	34.0	58.0	60.5	61.0
φ16	555	560	555	29.0	30.5	29.5	53.0	50.5	50.0
φ16	555	550	555	30.0	31.0	30.5	52.5	51.5	53.5
φ16	555	555	550	30.5	31.0	30.5	50.0	52.5	51.0
φ16	550	560	555	31.0	30.5	30.5	52.5	52.5	51.5