一种高塑性工具钢盘卷的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种高塑性工具钢盘卷的生产方法，针对工具钢S2的成分通过控制集卷温度、进入保温隧道时的温度、隧道中行驶时间、保温隧道出口处温度，使盘卷在合适的温度等温相变，盘卷的组织从奥氏体发生索氏体相变，避免了针状马氏体等硬脆组织的形成。本发明专利技术生产的工具钢S2盘卷的组织从马氏体转变为索氏体，抗拉强度在1000‑1200MPa，面缩率在40‑50％，硬度在30‑35HRC，拉伸断口为塑性形貌，盘卷塑性良好，有效减少了脆断现象发生的概率，提高了客户在后续加工过程中的生产效率，具有良好的经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种高塑性工具钢盘卷的生产方法
本专利技术属于轧钢
，具体涉及一种高塑性工具钢盘卷的生产方法。
技术介绍
S2是一种具有良好的淬透性、韧性、耐磨性和刚性的合金工具钢，目前是制造螺丝批和六角扳手的高端原材料，盘卷通过酸洗、退火、拉拔、热处理后,按需求研磨、镀层等组合工艺加工成各类高端手工具产品。S2为高碳钢且含有大量淬透性元素，在集卷后空气中冷却极易形成大量的针状马氏体组织，该类组织塑性极差，在运输甚至在存储中由于应力释放造成盘条脆断，而该类缺陷往往在客户使用过程中才能发现，影响客户的加工制造节奏。专利CN105149878A公开一种高合金工具钢盘条的生产工艺，主要通过保证入RSM机组温度800℃-850℃，风机开度调节在90％，提高吐丝后的冷却能力，让吐丝后工具钢S2盘条快速冷却到600℃以内，得到85％比例以上的马氏体。专利CN103436687A公开一种高合金工具钢的控制冷却工艺，详细说明了通过控制水箱、风机、保温罩等手段，使工具钢S2盘条得到细晶粒的马氏体，其相变温度控制在600℃以下。上述专利技术生产的盘条最终组织为塑性较差的马氏体。专利CN102950445A公开一种S2工具钢的高性能六角形冷拔材及其制造方法，主要通过盘卷热处理、表面处理、拉拔成型等得到S2工具钢六角形拉拔材。该专利技术虽然产品牌号与本专利技术相同，但属于不同的制造加工工序，产品类型为六角形拉拔材。专利CN105665442B公开一种盘卷生产方法及其生产线，主要通过精准控制轧制温度，实现了临界奥氏体区控制轧制，实现了低温相变，且避免了小规格穿水时的水堵现象，提高了冷却效率，主要属于设备改造及优化领域。
技术实现思路
本专利技术提供一种高塑性工具钢盘卷的生产方法，通过控制集卷温度、进入保温隧道时的温度、隧道中行驶时间、保温隧道出口处温度，确保盘卷在索氏体相变温度区间奥氏体充分转变，最终获得塑性好的索氏体组织，断面收缩率40-50％，断面为塑性形貌，有效降低了盘卷的脆断概率。本专利技术是通过以下技术实现的：一种高塑性工具钢盘卷的生产方法，包括炼钢、连铸、轧制及冷却；其中：(1)集卷温度880±10℃；(2)盘卷在集卷筒内收集完毕后冷却过程分为两段：第一段在空气中控制冷却，冷却时间为100-400s，盘卷表面温度降低至620-650℃进入缓冷隧道；第二段在缓冷隧道冷却，盘卷在隧道中通行时间为15-25min，盘卷在隧道出口处表面温度≥600℃。进一步，所述的高塑性工具钢盘卷的生产方法中气温≥30℃时，第一段冷却可开启1台风量为25％的风机加速冷却；气温＜30℃时，第一段不用风机。对于气温≥30℃时，盘卷在空气中冷却达到目标温度时间过长，影响了盘卷生产节奏，第一段冷却可适当开启1台风量为25％的风机加速冷却；对于气温＜30℃时，可以不使用风机加速冷却。确保进入保温隧道时盘卷的表面温度降低至620-650℃。更进一步，所述的高塑性工具钢盘卷的生产方法中缓冷隧道冷却过程中的冷却速度≤0.1℃/s。工具钢S2其成分决定了在空气中冷却极易形成针状马氏体，只有在冷却速度≤0.1℃/s的情况下才会形成索氏体。常规的生产方法中，冷却极限在0.25℃/s远远不能满足盘条的相变条件。更进一步，所述的高塑性工具钢盘卷的生产方法中工具钢盘卷的组织为索氏体和珠光体，抗拉强度为1000-1200MPa，面缩率为40-50％，硬度为30-35HRC。更进一步，所述的高塑性工具钢盘卷的生产方法中工具钢盘卷的直径为15-26mm。更进一步，所述的高塑性工具钢盘卷的生产方法中工具钢盘卷的化学成分按重量百分比包括：C0.65-0.70％，Si1.00-1.20％，Mn0.40-0.60％，Cr0.25-0.40％，V0.15-0.25％，Mo0.40-0.50％，Ni0.10-0.25％，Nb0.01-0.03％，P≤0.020％，S≤0.020％，余量为铁及不可避免的杂质。与现有技术相比较，本专利技术至少具有如下有益效果：本专利技术针对工具钢S2的成分通过控制集卷温度、进入保温隧道时的温度、隧道中行驶时间、保温隧道出口处温度，使盘卷在合适的温度等温相变，盘卷的组织从奥氏体发生索氏体相变，避免了针状马氏体等硬脆组织的形成。通过本专利技术生产的工具钢S2盘卷，组织为索氏体和少量的珠光体，抗拉强度从1300-1500MPa降低至1000-1200MPa，断面收缩率从≤10％提高到了40-50％，同时硬度从45-50HRC降低至30-35HRC，有效避免了盘卷在生产后出现的脆断现象，提高了客户在后续加工过程中的生产效率，具有良好的经济性。具体实施方式本专利技术中高塑性工具钢盘卷的生产方法，适用于S2盘卷的生产。S2盘卷的化学成分按重量百分比包括：C0.65-0.70％，Si1.00-1.20％，Mn0.40-0.60％，Cr0.25-0.40％，V0.15-0.25％，Mo0.40-0.50％，Ni0.10-0.25％，Nb0.01-0.03％，P≤0.020％，S≤0.020％，余量为铁及不可避免的杂质。高塑性工具钢盘卷的生产方法包括炼钢、连铸、轧制及冷却。实施例1生产的盘卷进行集卷温度、进入保温隧道时的温度、隧道中行驶时间、保温隧道出口处温度控制，具体如下：(1)直径为15mm的S2盘卷，集卷温度887℃。(2)盘卷在集卷筒内收集完毕后冷却过程分为两段：第一段在空气中控制冷却，环境温度为35℃，第一段冷却时开启1台风量为25％的风机加速冷却，冷却时间120s，盘卷表面温度降低至645℃进入缓冷隧道。第二段在缓冷隧道缓慢冷却，盘卷在隧道中通行时间控制在22min，冷却速度为0.024℃/s，盘卷在隧道出口处表面温度为611℃。本实施例中得到的盘卷组织为索氏体和少量珠光体，抗拉强度为1088MPa，面缩率为43％，硬度35HRC。采用本方法生产的S2盘条可加工成规格12mm的六角扳手。实施例2生产的盘卷进行集卷温度、进入保温隧道时的温度、隧道中行驶时间、保温隧道出口处温度控制，具体如下：(1)直径为18mm的S2盘卷，集卷温度889℃。(2)盘卷在集卷筒内收集完毕后冷却过程分为二段：第一段在空气中控制冷却，环境温度为38℃，第一段冷却时开启1台风量为25％的风机加速冷却，冷却时间225s，盘卷表面温度降低至639℃进入缓冷隧道。第二段在缓冷隧道缓慢冷却，盘卷在隧道中通行时间控制在17min，冷却速度为0.030℃/s，盘卷在隧道出口处表面温度控制在608℃。本实施例中得到的盘卷组织为索氏体和少量珠光体，抗拉强度为1049MPa，面缩率为47％，硬度33HRC。采用本方法生产的S2盘条可加工成规格16mm的六角扳手。实施例3生产的盘卷进行集卷温度、进入保温隧道时的温度、隧道中行驶时间、保温隧道出口处温度控制，具体如下：(1)直径为22mm的S2盘卷，集卷温度872℃。(2)盘卷在集卷筒内收集完毕后冷却过程分为两段：第一段在空气中控制冷却，环境温度为25℃，第一段风机关闭，冷却时间300s，盘卷表面温度降低至635℃进入缓冷隧道。第二段在缓冷隧道缓慢冷却，盘卷在隧道中通行时间控制在25min，冷却速度为≤0.021℃/s，盘卷在隧道出口处表面温度为603℃。本实施例中得到的盘卷组织为索氏体和少量珠光体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高塑性工具钢盘卷的生产方法，其特征在于，包括炼钢、连铸、轧制及冷却；其中：(1)集卷温度880±10℃；(2)盘卷在集卷筒内收集完毕后冷却过程分为两段：第一段在空气中控制冷却，冷却时间为100‑400s，盘卷表面温度降低至620‑650℃进入缓冷隧道；第二段在缓冷隧道冷却，盘卷在隧道中通行时间为15‑25min，盘卷在隧道出口处表面温度≥600℃。

【技术特征摘要】
1.一种高塑性工具钢盘卷的生产方法，其特征在于，包括炼钢、连铸、轧制及冷却；其中：(1)集卷温度880±10℃；(2)盘卷在集卷筒内收集完毕后冷却过程分为两段：第一段在空气中控制冷却，冷却时间为100-400s，盘卷表面温度降低至620-650℃进入缓冷隧道；第二段在缓冷隧道冷却，盘卷在隧道中通行时间为15-25min，盘卷在隧道出口处表面温度≥600℃。2.根据权利要求1所述的高塑性工具钢盘卷的生产方法，其特征在于，气温≥30℃时，第一段冷却可开启1台风量为25％的风机加速冷却；气温＜30℃时，第一段不用风机。3.根据权利要求1所述的高塑性工具钢盘卷的生产方法，其特征在于，缓冷隧道冷却过程中的冷却速度≤0.1℃/s。4.根据权利要求1-3中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇，郭慧英，李皓，王纳，
申请(专利权)人：江苏省沙钢钢铁研究院有限公司，张家港宏昌钢板有限公司，江苏沙钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32