本發明涉及線材生產加工領域技術，尤其是指一種超強度中碳合金鋼材料的生產加工工藝。
背景技術：
鋼鐵材料是現代工業的基礎材料，在社會發展的所有基礎材料中，鋼鐵材料所占比例是最高的。隨著我國經濟的飛速發展，鋼鐵消費與生產的速度逐年上升，產能持續擴大，但我國鋼鐵全行業一直都處于虧損狀態，究其深層原因是我國鋼鐵企業創新能力很弱，造成的結果是進口大量礦石，粗加工后大量出口，再從國外大量購買高附加值的高檔鋼材。而且我國單位鋼材生產所消耗資源遠遠高于發達國家，造成煤電資源緊張和嚴重環境污染的同時，只賺到微不足道的利潤，同時原材料以低廉的價格運送到國外，使資源銳減外流。在經濟結構轉型的背景下，能源供應短缺和環境污染等問題日益受到重視，由環境污染造成的人們的身體素質逐年下降和疾病多樣化的問題也日益嚴重。因此，有關節能減排和減少污染的科研技術工作的開展與應用變得十分重要，倒逼中國鋼鐵企業提高產品的附加值，大力發展高品質、高性能鋼材，同時減少能源的投入，加強能源的高效利用。
中碳鋼在低合金化的情況下，具有一定的強度和硬度，可不經熱處理，直接使用熱軋材、冷拉材，亦可經過熱處理后使用。淬火、回火后的中碳合金鋼具有良好的綜合力學性能，所以中碳合金鋼被廣泛用于建筑材料、機械零件和緊固件行業等領域。
目前國內市場上很難采購到品種、規格適宜、質量穩定的原材料，導致本該在冶金行業中解決的材料改制等工序轉移到高強度螺栓生產行業中來，不僅浪費了大量的財力、物力，而且導致了原材料的質量不穩定,從而影響了高強度螺栓的質量。目前我國生產的線材制作的螺栓廢品率比較高，8.8-12.9級的高強度螺栓用鋼材大部分都是使用的進口原材料。
隨著汽車、機械、能源、輕工、建筑等各行業的發展，對制造各類螺栓的材料性能提出了更高的要求，在降低成本的同時，材料還要具有較輕的重量、較高的強度、可靠的韌性、較強的耐腐蝕性、較長的使用壽命和易加工等更好的性能。
技術實現要素：
有鑒于此，本發明針對現有技術存在之缺失，其主要目的是提供一種超強度中碳合金鋼材料的生產加工工藝，其能有效解決現有之線材制作的螺栓廢品率高的問題。
為實現上述目的，本發明采用如下之技術方案：
一種超強度中碳合金鋼材料的生產加工工藝，包括有以下步驟：
（1）選材：選用國內生產的型號為10b33的材料作為母材；
（2）拉拔：拉拔采取大的總壓縮率和小的部分壓縮率相結合的原則進行，總壓縮率為60%-80%，部分壓縮率8%-15%；
（3）球化退火：先升溫到奧氏體轉變溫度以上30-40℃，保溫3-4小時，然后再以15℃/小時速度冷卻到奧氏體轉變溫度以下20-30℃，保溫4-6小時，再隨爐冷卻至530℃出爐；
（4）冷鐓成型：在二模四沖打頭機冷鐓成型，工藝設計上，在二沖工序頭部成型65%，三沖工序頭部成型90%；
（5）熱處理：采取淬火+高溫回火的方式，先將工將工件加熱到850-880℃，保溫2-3小時，進行油冷，及時將淬火后的工件重新加熱到380-420℃，保溫1-2小時，再進行空冷。
作為一種優選方案，所述步驟（3）中球化退火全過程在甲醇氣氛中進行，甲醇氣流量為1.8l/min。
作為一種優選方案，所述步驟（4）中鍛造比≥8。
本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果，具體而言，由上述技術方案可知：
通過本發明工藝處理后，鋼鐵材料擁有較高的塑性變形能力，退火組織晶粒均勻，球化率高，無異常組織，鋼鐵材料滿足客戶成型要求，熱處理后螺栓機械性能達到12.9級標準要求。最終的產品缺口敏感性小、高的疲勞強度、斷裂風險低，同時具有一定的抗蝕性，通過對合金元素添加的控制，極大的降低材料成本。由以上指標可以看出，其各項性能明顯優越于目前市場類似產品，可更好的應用于建筑、機械零件和緊固件行業，提高行業生產的產品的使用性能及壽命，具有良好的市場前景，預計可為公司創造非常可觀的經濟效益。
具體實施方式
本發明揭示了一種超強度中碳合金鋼材料的生產加工工藝，包括有以下步驟：
（1）選材：選用國內生產的型號為10b33的材料作為母材；對合金元素b含量進行優化篩選，控制在0.0020-0.0030%，以達到保證其最終產品的機械性能的同時，極大的降低材料成本；同時在進料檢驗時特別對s、p含量嚴格控制，對化學成分偏析，內部組織狀況、原始尺寸精度以及各種性能波動的穩定性方面更為嚴格控制，以滿足生產的需要。
（2）拉拔：拉拔采取大的總壓縮率和小的部分壓縮率相結合的原則進行，總壓縮率為60%-80%，部分壓縮率8%-15%；總壓縮率大，其產生的變形量就越大，內部組織變化時產生應力值就越高，可以為后續球化退火提供更多的能量，使球化率提高，塑性提高。部分壓縮率小，可使加工過程中鋼絲表面加工硬化程度大幅度降低，提高產品性能穩定性。
（3）球化退火：先升溫到奧氏體轉變溫度以上30-40℃，保溫3-4小時，然后再以15℃/小時速度冷卻到奧氏體轉變溫度以下20-30℃，保溫4-6小時，再隨爐冷卻至530℃出爐；球化退火全過程在甲醇氣氛中進行，甲醇氣流量為1.8l/min。整個過程關鍵在于對溫度和時間的控制，如果保溫溫度過高、時間過長，滲碳體就會均勻溶于奧氏體中，從而形成單一均勻的奧氏體組織，當保溫溫度較低、時間太短時，滲碳體則沒有被充分溶斷，無論哪種情況發生都很難得到較好的球化組織。
（4）冷鐓成型：在二模四沖打頭機冷鐓成型，工藝設計上，在二沖工序頭部成型65%，三沖工序頭部成型90%；產品成型的鍛造比≥8。并根據材料力學，模擬材料成型過程中的受力情況，在二沖模、三沖模上直接預制一定的形狀，減輕操作員的勞動強度，提高產品成型的精確度。
（5）熱處理：熱處理：采取淬火+高溫回火的方式，先將工將工件加熱到850-880℃，保溫2-3小時，進行油冷，及時將淬火后的工件重新加熱到380-420℃，保溫1-2小時，再進行空冷。該工序需要將溫度和時間掌控好，溫度過低，則組織內應力消除不完全，脆性大，韌性小，強度低，溫度過高，則會造成組織粗大，性能不穩定。
下面以多個實施例對本發明作進一步說明：
一種超強度中碳合金鋼材料的生產加工工藝，包括有以下步驟：
（1）選材：選用國內生產的型號為10b33的材料作為母材，其b含量在0.0020%；
（2）拉拔：拉拔采取大的總壓縮率和小的部分壓縮率相結合的原則進行，總壓縮率為70%，部分壓縮率12%；
（3）球化退火：先升溫到奧氏體轉變溫度以上35℃，保溫4小時，然后再以15℃/小時速度冷卻到奧氏體轉變溫度以下25℃，保溫5小時，再隨爐冷卻至530℃出爐；球化退火全過程在甲醇氣氛中進行，甲醇氣流量為1.8l/min。
（4）冷鐓成型：在二模四沖打頭機冷鐓成型，工藝設計上，在二沖工序頭部成型65%，三沖工序頭部成型90%；產品成型的鍛造比≥8。
（5）熱處理：采取淬火+高溫回火的方式，先將工件加熱到工件加熱到850℃，保溫2.5小時，確保工件內部得到完全淬透后，進行油冷，及時將淬火后的工件重新加熱到420℃，保溫1.5小時，再進行空冷。
實施例2：
一種超強度中碳合金鋼材料的生產加工工藝，包括有以下步驟：
（1）選材：選用國內生產的型號為10b33的材料作為母材，其b含量在0.0025%；
（2）拉拔：拉拔采取大的總壓縮率和小的部分壓縮率相結合的原則進行，總壓縮率為60%，部分壓縮率15%；
（3）球化退火：先升溫到奧氏體轉變溫度以上30℃，保溫3.5小時，然后再以15℃/小時速度冷卻到奧氏體轉變溫度以下20℃，保溫4小時，再隨爐冷卻至530℃出爐；球化退火全過程在甲醇氣氛中進行，甲醇氣流量為1.8l/min。
（4）冷鐓成型：在二模四沖打頭機冷鐓成型，工藝設計上，在二沖工序頭部成型65%，三沖工序頭部成型90%；產品成型的鍛造比≥8。
（5）熱處理：采取淬火+高溫回火的方式，先將工件加熱865℃，保溫2小時，確保工件內部得到完全淬透后，進行油冷，及時將淬火后的工件重新加熱到400℃，保溫1小時，再進行空冷。
實施例3：
一種超強度中碳合金鋼材料的生產加工工藝，包括有以下步驟：
（1）選材：選用國內生產的型號為10b33的材料作為母材，其b含量在0.0030%；
（2）拉拔：拉拔采取大的總壓縮率和小的部分壓縮率相結合的原則進行，總壓縮率為80%，部分壓縮率8%；
（3）球化退火：先升溫到奧氏體轉變溫度以上40℃，保溫3小時，然后再以15℃/小時速度冷卻到奧氏體轉變溫度以下30℃，保溫6小時，再隨爐冷卻至530℃出爐；球化退火全過程在甲醇氣氛中進行，甲醇氣流量為1.8l/min。
（4）冷鐓成型：在二模四沖打頭機冷鐓成型，工藝設計上，在二沖工序頭部成型65%，三沖工序頭部成型90%；產品成型的鍛造比≥8。
（5）熱處理：采取淬火+高溫回火的方式，先將工件加熱到880℃，保溫3小時，確保工件內部得到完全淬透后，進行油冷，及時將淬火后的工件重新加熱到420℃，保溫2小時，再進行空冷。
將經過上述各個實施例處理后得到的產品進行球化體級別、晶粒度、脫碳層深度、芯部硬度（hv0.3）、金相組織和熱處理后產品級別檢驗，球化體級別、晶粒度、脫碳層深度、芯部硬度（hv0.3）、金相組織和熱處理后產品級別的檢驗方法為現有成熟技術，在此對球化體級別、晶粒度、脫碳層深度、芯部硬度（hv0.3）、金相組織和熱處理后產品級別的檢驗方法不作詳細敘述，檢驗得到的數據如下表所示：
通過本發明工藝處理后，鋼鐵材料擁有較高的塑性變形能力，退火組織晶粒均勻，球化率高，無異常組織，鋼鐵材料滿足客戶成型要求，熱處理后螺栓機械性能達到12.9級標準要求。最終的產品缺口敏感性小、高的疲勞強度、斷裂風險低，同時具有一定的抗蝕性，通過對合金元素添加的控制，極大的降低材料成本。由以上指標可以看出，其各項性能明顯優越于目前市場類似產品，可更好的應用于建筑、機械零件和緊固件行業，提高行業生產的產品的使用性能及壽命，具有良好的市場前景，預計可為公司創造非常可觀的經濟效益。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明的技術范圍作任何限制，故凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何細微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。