高強度集裝箱自攻螺釘用鋼研究開發

宋 強（馬鞍山鋼鐵股份有限公司,安徽 馬鞍山 243000）

高強度集裝箱自攻螺釘用鋼研究開發

宋 強
（馬鞍山鋼鐵股份有限公司,安徽 馬鞍山 243000）

通過對強度集裝箱自攻螺釘用鋼化學成分的優化，提高碳、錳含量以及加入鉻合金元素。對軋制各道次的面積減縮率、終軋溫度、吐絲溫度以及吐絲后盤條冷卻速度進行了優化設計，生產的盤條綜合性能滿足制造高強度集裝箱自攻螺釘的性能要求。

合金化;控軋控冷;綜合性能

1 前言

集裝箱用自攻螺釘是緊固件中較為獨特的品種，目前通常采用SWRCH22A、∮8毫米規格熱軋盤條，經酸洗、鱗化、拉拔、冷鐓成型、搓絲、熱處理等工序加工而成。SWRCH22A熱軋盤條抗拉強度通常為490～530 Mpa，隨著集裝箱生產向大型化發展，對集裝箱用自攻螺釘提出了提高強度的要求，目前采用SWRCH22A熱軋盤條已無法滿足要求，需要研究開發高強度集裝箱自攻螺釘用熱軋盤條，以滿足制作大型集裝箱要求的高強度自攻螺釘。

2 高強度集裝箱自攻螺釘用鋼成分、工藝設計

2.1 成分設計

為滿足制造高強度集裝箱自攻螺釘對熱軋盤條性能提出的要求，對強度集裝箱自攻螺釘用鋼化學成分進行了優化設計，化學成份見表1。目的是改善熱軋盤條綜合性能，提高盤條抗拉強度、延伸率、面縮率和冷鐓性能，同時具有良好的通條性能；便于盤條深度加工，能夠滿足制作高強度自攻螺釘的要求。

表1 化學成分（%）

2.2 生產工藝流程

生產工藝流程： 高爐鐵水→鐵水預處理→轉爐冶煉→精煉→連鑄→加熱→除鱗→軋制→控冷→集卷→打包→入庫。

3 試制結果

3.1 盤條性能、組織

按表1成分和上述工藝流程試制了Φ8規格的高強度集裝箱自攻螺釘用熱軋盤條，力學性能見表2。熱軋盤條組織為鐵素體+珠光體，晶粒度為8.5級，熱軋盤條金相組織見圖1、圖2。冷鐓性能良好。

3.2 用戶加工工藝及結果

熱軋盤條經退火→酸洗磷化→拉拔→冷鐓（攻絲）→淬火、低溫回火后，檢測螺釘顯微硬度結果見表3，金相組織為回火馬氏體+貝氏體見圖2。

表2 熱軋盤條Φ8規格力學性能

表3 淬火+回火后螺釘顯微硬度

4 討論分析

為滿足用于制造高強度集裝箱自攻螺釘用熱軋盤條提高盤條抗拉強度和綜合性能的要求。對盤條化學成分進行了優化設計，與通常使用的SWRCH22A冷鐓鋼相比，主要是增加C、Mn含量，C：0.26～0.30%、Mn：0.80～1.0%，以及加入合金元素Cr：0.45～0.65%。C、Mn、Cr含量的增加，滿足了高強度集裝箱自攻螺釘的性能要求，但使熱軋態盤條的強度增加、塑性、冷鐓性能下降，冷加工性能變差[1]。為解決C、Mn、Cr元素增加后帶來的不利影響，需要對控軋控冷工藝進行重新設計，對粗軋→中軋→預精軋→精軋→減定機軋制的面積減縮率進行了優化，終軋溫度控制940～1000℃，吐絲溫度控制860～920℃，吐絲后軋件以1℃/s～5℃/s速度冷卻到730～660℃區間相變，并在此溫度低速緩冷（0.3～0.5℃/s），保溫時間400 ～ 700秒后盤條自然冷卻到室溫[2]。按此工藝得到熱軋盤條組織為鐵素體+珠光體，晶粒度為8.5級，盤條綜合性能滿足制造高強度集裝箱自攻螺釘的性能要求，生產的集裝箱自攻螺釘顯微硬度高，金相組織均勻穩定。

5 結論

研究開發的用于制造高強度集裝箱自攻螺釘用熱軋盤條，采用優化的化學成分和專用的控軋控冷工藝，熱軋盤條組織為鐵素體+珠光體，晶粒度為8.5級冷鐓性能良好，用戶按常規工藝生產的自攻螺釘，滿足了集裝箱大型化對高強度自攻螺釘的要求，取得良好的經濟效益。

[1]戴寶昌主編.重要用途線材制品生產新技術[M].北京:冶金工業出版社,2001:64.

[1]惠衛軍,翁宇慶,董瀚編著.高強度緊固件用鋼[M].北京:冶金工業出版社.2009:11.

宋強(1962-)男，上海人，正高級工程師，主要研究：高速線材產品。