一种免退火使用高碳合金工具钢大盘卷的控轧控冷工艺制造技术

本发明专利技术属于工具钢轧制技术领域，具体涉及一种免退火使用高碳合金工具钢大盘卷的控轧控冷工艺

【技术实现步骤摘要】
一种免退火使用高碳合金工具钢大盘卷的控轧控冷工艺


[0001]本专利技术属于工具钢轧制
，涉及一种免退火使用高碳合金工具钢大盘卷的控轧控冷工艺
。

技术介绍

[0002]工具钢是用于制造扳手
、
刀具
、
钻头
、
丝锥
、
量具
、
锯片等工具类产品的钢，特殊的用途要求其具有较高的硬度和耐磨性能，并保持一定的韧性
。
根据不同的化学成分，工具钢一般分为碳素工具钢
、
合金工具钢和高速工具钢三大类，其中合金工具钢用途广泛
。
合金工具钢通常是指在碳素钢的基础上加入铬
、
钼
、
钨
、
钒
、
铌等合金元素，以提高其硬度
、
耐磨性
、
耐热性
、
韧性和淬透性的一类钢种
。
目前，国内常用合金工具钢多数都是中碳钢或高碳钢，碳含量主要集中在
0.40
％～
0.80
％，其中碳含量的
0.60
％以上的通常被称为高碳合金工具钢
。
由于高碳合金工具钢具有更高的硬度和耐磨性，且淬透性更好，目前已成为制造高档次六角扳手的主流材料，而热轧棒线材则成为工具钢的主要产品形态
。
[0003]高碳合金工具钢由于碳含量较高，为了提高硬度和耐磨性能，硅
、
铬含量也较高，化学成分决定了其热轧状态金相组织易存在马氏体
、
贝氏体等低温组织，降低材料塑性；另一方面，高碳高硅造成钢的脱碳敏感性显著上升，在棒线材轧制过程中的加热和轧后冷却过程中极易产生脱碳，而工具钢对脱碳的要求又较为严格；因此，金相组织和脱碳的控制一直是钢厂轧制工具钢棒线材的难点，该问题也限制了下游用户的加工工艺，由于热轧棒线材塑性较差，直接进行拉拔
、
冷弯等加工会造成材料开裂或断裂，因此下游用户在加工前必须进行1～2次退火处理，而退火的过程也易产生脱碳
。CN202010267215.5
一种降低高碳合金工具钢盘条脱碳层深度的控轧控冷工艺，通过科学的控轧和控冷组合，有效抑制了两相区脱碳，全程低温加热方案，金相组织中易存在马氏体组织导致材料拉拔和冷弯断裂，无法达到不退火拉拔六角钢丝
、
冷弯成型的应用效果，尤其是对于具有更高的
Cr、Si
含量，元素偏析问题更严重的方案，该方案更难以适用
。
并且其使用的是精轧设备均为二辊轧机，采用二辊轧机
+
吐丝机生产的适用规格目前行业中不会超过
Φ
26.0mm
，其轧后控冷采用的是吐丝
+
斯太尔摩控冷线，控冷方案是先用水雾风机快速冷却之后盖保温罩缓冷的先快后慢的组合冷却方案，主要解决的是脱碳的问题，同时可以减少马氏体的析出，但无法达到获得珠光体的效果
。CN201911311641.8
一种热轧高碳钢的生产方法，产品为热轧钢板，钢种为高碳碳素钢，该产品形态和钢种条件下，只要采用常规轧制工艺就能获得珠光体，而不同于产品为热轧大盘卷，钢种为高碳合金钢的生产工艺
。
产品形态和钢种类型上的差异导致获得珠光体组织的难度完全不一样
。
产品为热轧大盘卷，钢种为高碳合金钢的生产工艺条件下采用常规工艺金相组织中必然存在马氏体组织，导致无法不退火拉拔和冷弯成型
。
在高碳合金工具钢轧制领域，如何获得珠光体组织属于本领域的技术难题
。
[0004]综上所述，开发一种合适的控轧控冷工艺，改善高碳合金工具钢热轧棒线材金相组织和脱碳，提高材料塑性，免去退火工序降低脱碳风险，满足下游用户不退火拉拔六角钢丝
、
冷弯成型的加工需求，是目前钢厂亟待解决的问题
。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术通过在大盘卷轧线控轧控冷工艺的创新应用，使热轧高碳合金工具钢大盘卷获得珠光体组织，塑性大幅度提升，同时保证了脱碳层深度符合要求，满足了下游用户不退火拉拔六角钢丝
、
冷弯成型的加工，实现了高碳合金工具钢大盘卷的免退火使用
。
[0006]一种免退火使用高碳合金工具钢大盘卷的控轧控冷工艺，控轧控冷工艺和化学成分，下面对本专利技术的大盘卷控轧控冷工艺做详细叙述
。
[0007]控轧控冷工艺：
[0008]轧制工艺流程为连铸坯加热
—
粗中轧
—
预精轧
—
精轧
—
热卷取
—
保温隧道控冷
—
打捆
。
[0009]连铸坯加热：
[0010]连铸坯采用蓄热式加热炉加热，连铸坯断面为
160mm*160mm
，加热炉分为预热一段
、
预热二段
、
加热段
、
均热段；加热温度在
900
～
1200℃
，其中预热一段温度
900
～
950℃
，预热二段温度
1000
～
1050℃
，加热段温度
1150
～
1200℃
，均热段温度
1000
～
1050℃。
其中加热段使用
1150
～
1200℃
的高温加热，是为了有利于后续获得珠光体金相组织
。
该加热方案既可以保证扩散效果，又可以减少脱碳，同时实现了钢经高温扩散后温度较低，为后续轧制温度提供条件
。
[0011]粗中轧和预精轧：
[0012]粗中轧和预精轧机组采用平立交替式二辊轧机轧制，将加热后的钢坯轧制成中间轧件；其中粗中轧机架数为
14
架，预精轧机架数为4架，粗中轧和预精轧机组轧制温度在
900
～
980℃。
粗中轧和预精轧为基础变形阶段，仅需保证全程轧制温度符合要求即可
。
[0013]精轧：
[0014]精轧机组采用5架三辊轧机将中间轧件轧至成品规格，精轧机组轧制温度在
800
～
840℃。5
架三辊轧机间冷却水开启，抑制轧件温升，降低轧件温差，确保控轧效果
。
大盘卷适用规格为
Φ
25.0
～
42.0mm。
[0015]热卷取：
[0016]轧制结束后的大盘卷使用热卷取机卷曲收集，卷曲温度在
700
～
730℃
，之后立即转运至保温隧道控制冷却
。
减少热卷取至保温隧道的作业时间，控制大盘卷温降
≤50本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种免退火使用高碳合金工具钢大盘卷的控轧控冷方法，其特征在于：轧制工艺流程为连铸坯加热
—
粗中轧
—
预精轧
—
精轧
—
热卷取
—
保温隧道控冷
—
打捆；连铸坯加热采用蓄热式加热炉加热，连铸坯断面为
160mm*160mm
，加热炉分为预热一段
、
预热二段
、
加热段
、
均热段；加热温度在
900
～
1200℃
，其中预热一段温度
900
～
950℃
，预热二段温度
1000
～
1050℃
，加热段温度
1150
～
1200℃
，均热段温度
1000
～
1050℃
；粗中轧和预精轧机组采用平立交替式二辊轧机轧制，将加热后的钢坯轧制成中间轧件；其中粗中轧和预精轧机组轧制温度在
900
～
980℃
；精轧机组采用5架三辊轧机将中间轧件轧至成品规格，精轧机组轧制温度在
800
～
840℃
；轧制结束后的大盘卷使用热卷取机卷曲收集，卷曲温度在
700
～
730℃
，之后立即转运至保温隧道控制冷却；大盘卷进入保温隧道的温度控制在
650
～
680℃
，大盘卷采用间隔下线的方式进入保温隧道，即每件大盘卷之间设置一个空步，保温隧道保温罩全部开启，调节保温隧道步进节奏，确保大盘卷在保温隧道的时间为
30

【专利技术属性】
技术研发人员：苏振伟，屠兴圹，沈艳，高协清，黄云飞，
申请(专利权)人：常州中天特钢有限公司，
类型：发明
国别省市：