一种热加工延伸件特别是高合金钢或过共析钢的管材或棒材的生产工艺制造技术

一种热加工延伸件特别是高合金钢或过共析钢的管材或棒材的生产工艺，其中所选原料的段料被加热到加工温度，在经过一个或多个加工步骤后被再加热到低于所述初始加工温度之下的温度，借助多架减径轧机经连轧而加工到终轧尺寸，随后接受缓冷，其特征在于，在第一加工步骤后且在再加热之前，通过控制加热或控制冷却到预定温区内的特定温度而产生在中间产品的纵向和厚度方向上的温度均匀分布，接着进行低于Ａｃ↓［１］但高于６５０℃或高于Ａｃ↓［１］但低于双相区中的Ａｃ↓［ｍａ］温度的再加热，如此调整在减径轧机中的加工、冷却以及可能会有的附加的外部供热，即相对原始温度，轧件中的温升小，轧件在减径轧机中的加工过程中和离开轧机时都处于双相温区内，其中由延伸比表示的、总变形的最小变形量为≥１．５，减径轧机的各机架的最小变形量为≥１．０３。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种如独立权利要求类名所述的、热加工延伸件特别是高合金钢或过共析钢的管材或棒材的生产工艺。高合金钢或过共析钢、特别是象100Cr6这样的滚动轴承钢在从高温(1100℃-1250℃)开始的冷却过程中产生了晶界渗碳体和珠光体组织。成分这些组织使机加工性能、淬透性以及无屑成形加工恶化。只能在长达16个小时以上的退火处理(GZK)后调制出适于深加工的粒状渗碳体组织。过去出现过许多设想如可以缩短软化退火周期或甚至完全取代这种软化退火。F.Mladen和E.Hornbogen关于热机械处理对100Cr6钢性能的影响作了研究(《钢铁冶金学》49(1978)Nr.2，第449-453页)。当温度在Fe3C全溶解临界温度之上时，实现奥氏体化，在碳含量为0.99％的情况下，上述临界温度略低于1100℃。在同时冷却的情况下，从1100℃至720℃之间进行热轧。经水冷淬火将产品从720℃冷却到室温。在这篇文章中没有提及加工顺序的细节。经热机械处理后的组织显示出碳化物分布，得这样细小均匀，以致达到了光学显微镜分率的极限。上述有利分布是通过提高位错密度和由位错引起的亚晶界而造成的，由此为碳化物提供了新的成核位置。DE-PS2361330披露了一种由碳含量为0.7％-1.2％的钢生产滚柱的工艺。在此工艺中，在1000℃下经热轧的钢棒被急冷至其珠光体转变低温区的温度，接着等温转变并在不进行中间退火的情况下通过冷拉50HRC的硬度。通过棒材急冷以及随后的等温转变获得了细片状珠光体组织。这样就可以在除鳞和磷酸盐处理后拉成棒材而无需中间退火处理。本专利技术的目的在于提供一种生产热加工延伸件特别是高合金钢或过共析钢如滚动轴承钢的管材或棒材的、成本低廉的生产工艺，由此产生了一种组织，这种组织无需前期的软化退火如球化退火(GZK)而非常适用于无屑深加工和最终热处理。另一个目的是产生一种组织，此组织无需前期的软化退火而同样适用于随后进行最终热处理的后续切削加工。上述目的是通过在权利要求1特征部分中指出的特征而实现的。其它有利设计方案是从属权利要求的内容。彼此协调的加工步骤可以产生所希望的组织，其中在滚动轴承钢的情况下，布氏硬度不大于280HB30最好小于250HB30。这种组织还可以如在省去软化退火的情况下直接加工热成形管。优化的加工工艺成本很低，这是因为省去了软化退火以及与退火有关的运输和加工程序。对本专利技术的热加工延伸产品的加工可以是冷拉拔、皮尔格式冷轧、冷滚轧或横轧。以下将具体描述上述加工步骤，这些加工步骤有助于实现本专利技术的工艺。在第一次加工后且在为后续的连轧过程进行再加热之前，为了对在长度和边部上存在温差的轧件进行均温处理，第一加工步骤是控制加热或控制冷却，其中受控制的均匀温度低于预定的加热炉中温度。上述措施的目的一方面是，在考虑了对再加热炉的调节可能性的情况下，还可以很精确地调节轧件温度。其次利用此措施还实现，在管材进入减径轧机前为与温度有关的壁厚测量创造尽可能精确和稳定的条件。选用何种措施即加热或冷却与待轧件的厚度有关。在厚壁管情况下，例如在顶管轧机(Rohrstoss-bankanlage)中，在第一成形后如冲孔、延伸、顶管后的管材温度在700℃以上。在这种情况下，通过受控地冷却到650℃-700℃温区内的预定均匀温度而实现均温。在快速降温的薄壁管情况下，温度不得已在650℃以下，所以不得不通过变控地加热到前面所述的650℃-700℃温区内的均匀温度而实现均温。原有的再加热使温度处于低于Ac1而高于650℃的温区内，或是处于高于Ac1而低于Acma(a＝碳化物溶解区的起始点)的温区内。如众所周知的那样，还要考虑到Ac1或Acma温度首先与所轧工件的碳含量以及加工步骤有关。在连续的时间-温度转变相图(ZTU)中，先述温区对应于双相区+Fe3C，后述温区对应于双相区+Fe3C。另一种用于所提出的协调加工步骤组合的措施与最好在张拉减径轧机中的连续式终轧有关。与另一种轧制方法相比，在快速流动的连轧过程中卡住的可能性很小。尽管如此，一方面在张减轧机中保持每个轧机机架具有以延伸比RW≥1.03表示的每架最小变形量，另一方面保持总变形量的最小延伸比≥1.5，这对所提出的方法是重要的。在特殊情况下，总变形量甚至可以更低一些如≥1.4。此外，在轧制中由损耗功引起的温升或因太强的冷却引起的温降尽可能小。在各种情况下必须确保双相区轧制以及轧件在离开终轧机架时具有与该区相应的温度。当优选地在+Fe3C区中进行轧制时，这意味着轧件温度不允许超过Acma。在特殊情况下通过外部加热装置供热、通过冷却剂控制调节以及通过改变轧辊辊型、轧制速率和道次压下量而使轧件温度保持在所述狭窄温区内。在改变轧辊辊型时，尤其是压制长度起很重要的作用。本专利技术的措施可普遍地用于已知的管件生产方法，该方法在最后步骤中具有带张拉或不带张拉的减径轧机或定径轧机。例如，上述轧管方法可以是一种在管材连轧机、芯棒轧机或阿赛尔轧机上进行的方法。这特别适用于生产无缝滚动轴承钢管的芯棒轧制方法。可以考虑将铸锭(经过锻造或轧制)或连铸坯(方坯或圆坯)用作本专利技术工艺的原料。这里连铸坯以众所周知的方法在轧制以前先经过变形和退火。试验表明，当修正对已知滚动轴承钢的化学分析时，采用所述生产工艺是很有利的。一方面，这与磷硫含量有关，另一方面这与铬碳比有关。为了在考虑锰硫比的情况下，通过抑制FeS生成而避免在高加工速率下可能出现的“晶界熔融”现象，磷硫含量最高分别为0.005％。当变形速率致使温度有所升高时，于是由在第一工步中所需的高成形温度引起了晶界熔融危险。基于此，如此选择第一成形阶段中的变形速率，以使机架内的温度即在最不利位置上的温度不超过1170℃。此外，磷硫含量较低对可能随后进行的无屑成形程序起有利的作用。在二次冶金学中，较低的磷硫含量对控制熔融金属中的低含氧量是有利的，它改善了氧化物纯度。铬碳比应该在1.35-1.52之间，最好为1.45。碳含量例如为0.94％，铬含量为1.36％左右。可以通过上述比例有利地影响不希望出现的带状碳化物组织。在将滚动轴承钢作为原料的情况下，当采用了没有经过任何预制步骤的(即仍处于铸态)且没有经过前期的热处理(扩散处理)的连铸坯时，因省去在其它情况下需要的软化退火而造成的低成本优势可得到进一步加强。另一种改进措施与最终成形过程后的冷却过程有关。当轧件从轧机中出来后，轧件被空气缓冷至一定温度或通过空气浴而被冷却到一定温度，所述温度在ZTU相图中与某种组织是对应的，这种组织在马氏体转变起点温度上且在贝氏体转变曲线的“转折点”以下。轧件被绝热地保持在该温区内达数小时之久。根据设备情况如此实现这种冷却，即例如在合适的位置上隔热地罩住冷床或将工件装在均热炉或回火炉中。其次，为了在切削加工后降低各成品的硬度建议在冷却到600℃-700℃后，加热轧件，随后冷却，最后在180℃-210℃之间回火。于是，轧件具有与所要求的成品最终硬度相应的硬度。所推荐的用于生产热轧延伸件特别是滚动轴承钢管或钢棒的新工艺具有以下优点a)节省了用于专用退火炉的投资和用于长时间的GZK退火程序的运行成本；b)省去了运输和加工程序(退火、矫直)，由于降低了出错的可能性，所以在短运行周期内生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：海茵茨·克龙，卡尔海茵茨·库策伯格，京特·马尼格，古斯塔夫·朱哈尔，
申请(专利权)人：曼内斯曼股份公司，
类型：发明
国别省市：