4.1 热机轧制(TMCP)工艺技术简介

　　十五期间，马钢投资1.7亿元，对马钢高速线材轧机生产线进行了设备和技术改造，配备了能实现低温(750℃)轧制的超重载精轧机组(为国内第一条，世界上第五条)，具有热机械控轧生产能力。

　　马钢热机轧制(TMCP)工艺技术生产免退火SWRCH35K-M冷镦钢线材，在低温双相区进行大变形量轧制，使钢中的奥氏体、铁素体晶粒超细化，使线材获得相似于球化退火效果、保持大致相同的抗变形力，然后再运用一系列先进的控制冷却技术，使线材通过“轻拉”(减面率在5%～10%)的成品线可以不经退火处理，直接上机冷镦。达到免退火直接打制内六角螺栓等标准件产品、节约能源、保护环境的目的。

　　4.2 马钢免退火线材在冷镦生产中的应用举例

　　(1)SWRCH35K-M盘条的化学成分(表3)

　　表3 化学成分和力学性能

　　从钢厂质保书中化学成分可以看出，免退火盘条含碳、锰量比普通盘条在小于0.02%的基础上抗拉强度、伸长率、断面收缩率分别提高了5.8%，13.8%和17%。

　　(2)SWRCH35K-M盘条的组织特征

　　通过热机轧制和轧后控制冷却，中碳钢SWRCH35K-M可以获得粒状P+细P+F组织，而在一般热轧控冷的情况下，组织中为F+P(片状)。

　　采用热机轧制工艺，可以使SWRCH35K-M钢避免形成片状F+P，从而可减少软化退火工艺。采用热机轧制工艺，可以使SWRCH35K-M钢中的珠光体球状化。在珠光体球状化的同时，铁素体超细化使钢的硬度提高。虽然免退火盘条与普通盘条原材料硬度基本相同，免退火盘条仍有利于冷镦成型，以获得最佳产品品质。

　　(3)试验过程

　　宁波一家紧固件公司对此批免退火盘条进行力学性能检查，免退火盘条8mm：表面硬度82～84HRB，抗拉强度585～655MPa，冷顶锻试验，l1个试样合格，4个试样细微开裂。M8内六角螺钉的工艺流程如下：

　　免退火盘条：轧材→酸洗→冷拔→成型→搓丝→淬火回火→发黑;

　　普通盘条：轧材→软化退火→酸洗→冷拔→成型→搓丝→淬火回火→发黑。

　　φ8mm盘条通过盐酸酸洗后(30～40min)再进行高压水冲洗，在空气中停留3～6min进行黄化，最后在约100℃的白灰槽中涂白灰，然后吊起晾干。拉拔：φ8mm→φ7.5mm或φ7.72mm;φ8mm→φ6.97mm。

　　质量检验见表4。(4)冷镦试验高强度8.8级螺栓生产分别在三种冷镦设备上进行。免退火料冷拔后其抗拉强度Rm由620MPa提高至720MPa，而断面收缩率Ψ%仍保持在较高的水平(50%)，冷镦加工过程中，其冷镦变形抗力并未明显提高，抗拉强度最高在740MPa，因而冷镦产品成型性能很好，极少冷镦内六角头部细微开裂。

　　(5)模具使用寿命对比模具使用寿命对比见表5。表5 模具使用寿命对比

　　(6)效益在批量生产中，免退火料冷镦成型性良好，其生产工艺不需做变动，并且可以省略软化退火，在宁波地区电力十分紧张的形势下是十分有利的。与正常使用退火材料生产冷镦产品相比，模具的使用寿命偏低，模具消耗约高出20%～30%，折合人民币每吨产品增加模具消耗100～150元。但从技术经济分析说明，省略退火，不但可以节约电能，人工费也有所减免，其总的经济效益还是可算的。

　　4.3 小结

　　经技术检测和市场反馈，马钢牌免退火SWRCH35K-M冷镦钢线材，硬度和抗拉强度较传统工艺生产的冷镦钢线材显著下降，断面收缩率明显提高，并且具有良好的表面质量和尺寸精度，性能质量水平完全可与进口的高档冷镦钢线材相媲美，已达到国际同类产品的先进水平，完全能够满足国内外高强度紧固件市场的需求。生产的8.8级高强度螺栓，冷镦钢盘条可免退火;生产10.9级以上的高强度螺栓，冷镦钢盘条可免退火或缩短球化退火时间一半以上。在国内电力不足的条件下，免退火性能冷镦钢产品，具有显著的经济效益和社会效益。