專利名稱：Cr12MoV軋制開坯的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金行業(yè)模具鋼熱加工開坯的生產(chǎn)方法，尤其是指冷作模具鋼熱加工開坯的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
模具鋼是特殊的合金鋼，一般可分為熱作模具鋼和冷作模具鋼二大類。冷作模具鋼又可一般可分為高碳低合金冷作模具鋼、高碳高合金冷作模具鋼二種。由于高碳高合金冷作模具鋼能承受較重的載荷，且具有高的耐磨性，被廣泛地使用于制造冷沖模、冷鐓模、冷擠壓模、拉絲模、滾絲模等模具材料。
目前，高碳高合金冷作模具鋼的生產(chǎn)基本上采用“冶煉鑄錠——鍛壓開坯”的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝≤1.5t的冶金模鑄錠(主要是解決碳化物不均勻問題而作的考慮)，經(jīng)6～8個火次的鍛造，才能完成90×100mm、135方mm、140方mm規(guī)格的熱加工開坯，生產(chǎn)周期長、成本高。
Cr12MoV是常見的高碳高合金冷作模具鋼，其鑄態(tài)組織是萊氏體，具有相當(dāng)高的碳含量(1.45～1.7％)和合金元素(≥12％)。其固有的特性是導(dǎo)熱性低、塑性差、變形抗力大，且過熱較敏感(溫度1200℃、σb＝0.8；＞1200℃，強度極限急劇下降)。熱加工時，溫度不均勻，變形不均勻都會導(dǎo)致殘余應(yīng)力的增加，且受拉應(yīng)力易聚集，溫度低于950℃，塑性下降顯著，所以，熱加工開坯屬于易于產(chǎn)生裂紋的鋼種。不難看出，該鋼熱加工溫度范圍比較窄，由此，長期以來，鑄錠開坯都承襲依賴鍛壓完成，金屬成坯率低、冶金制造成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明開發(fā)一種Cr12MoV軋制開坯的生產(chǎn)方法，用初軋機代替鍛壓機進(jìn)行熱加工開坯，軋制出合格的Cr12MoV鋼坯，解決了高碳高合金冷作模具鋼Cr12MoV生產(chǎn)周期長、金屬成坯率低的問題，大大降低冶金制造的生產(chǎn)成本，滿足用戶要求和市場需要。
本發(fā)明提供的Cr12MoV軋制開坯的生產(chǎn)方法，其特征是采用“均熱爐加熱鋼錠+初軋機二火軋制”的熱加工開坯工藝，生產(chǎn)Cr12MoV鋼坯熱加工開坯第一火軋制要求(1)均熱爐加熱鋼錠(A)鋼錠重量1.0～1.5噸；(B)鋼錠的入爐溫度≤500℃，保溫100～150分鐘；(C)升溫時，先以≤80℃/h的速度加熱升溫至770～850℃(嚴(yán)格控制Cr12MoV在低溫及組織發(fā)生轉(zhuǎn)變)，保溫30～60分鐘；再以≤100℃/h的速度升溫至1160～1190℃；(D)在1160～1190℃，保溫4小時～4.5小時，保溫期間，將鋼錠進(jìn)行翻身，減小鋼錠陰陽面溫度差；(E)鋼錠陰陽面溫度差≤30℃，才能進(jìn)行熱加工開坯，進(jìn)入初軋機第一火軋制；(2)初軋機熱加工開坯要求(A)軋制前，先關(guān)閉軋輥的冷卻水，軸瓦的冷卻水適當(dāng)關(guān)小，且避免軸瓦的冷卻水飛濺到輥身；按排其它鋼錠先軋制4～6支，軋輥預(yù)熱至100～200℃溫度，允許軋制Cr12MoV；(B)初軋機軋輥速度以爬行執(zhí)行(類似壓路機壓實路面形式破碎鋼錠鑄態(tài)的柱狀晶，最大限度地降低軋輥對軋件的拉應(yīng)力)，軋輥速度≤10轉(zhuǎn)/分；(C)鋼錠的開軋溫度≥1120℃，終軋溫度≥1050℃，第一火壓下規(guī)程道次25～34道；(D)鋼錠在前20道次的初軋機平底孔軋制時，嚴(yán)格控制延伸率與表面展寬量，壓下量≤20mm，且保持一個方向的軋制；(E)軋件回爐加熱；熱加工開坯第二火軋制要求(3)均熱爐加熱軋件(A)第一火軋件回爐加熱，加熱溫度1160～1180℃，保溫1～2小時，保溫期間，將鋼錠進(jìn)行翻身；(B)鋼錠陰陽面溫度差≤30℃，才能進(jìn)行熱加工開坯，進(jìn)入初軋機第二火軋制；
(4)初軋機熱加工開坯要求(A)第二火軋制前，先關(guān)閉軋輥的冷卻水，避免軸瓦的冷卻水飛濺到輥身；軋輥預(yù)熱溫度100～200℃，才允許軋制Cr12MoV；(B)軋輥速度≤10轉(zhuǎn)/分；(C)軋件的開軋溫度≥1100℃，終軋溫度≥1050℃，第二火壓下規(guī)程道次20～30道；(D)軋件在初軋機平底孔、箱型孔軋制時，嚴(yán)格控制延伸率與表面展寬量，壓下量≤40mm(軋件回爐加熱后續(xù)軋時，鋼錠鑄態(tài)的柱狀晶基本破碎，塑性有較大提高，壓下量逐漸加大，改善碳化物形態(tài)和鑄態(tài)疏松組織)；(E)軋坯回退火爐處理。
和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下列優(yōu)點1、工藝簡單、可操作性強，生產(chǎn)組織便捷；2、生產(chǎn)周期大大縮短；3、金屬成坯率大大提高；4、冶金制造成本大大降低。


圖1是初軋機第一火軋制的均熱爐鋼錠加熱工藝圖2是初軋機第二火軋制的均熱爐軋件加熱工藝具體實施方案某鋼鐵公司實施本發(fā)明專利，采用均熱爐加熱鋼錠(錠重1.15噸)+初軋機(800軋機)二火軋制的熱加工開坯，生產(chǎn)Cr12MoV鋼坯(140×140mm)。初軋機第一火軋制時，均熱爐加熱鋼錠(A)鋼錠的入爐溫度＝480℃，保溫2小時；(B)升溫時，先以75℃/h的速度升溫至810℃，保溫50分鐘；再以95℃/h的速度升溫至1180～1190℃；(C)在1180～1190℃的溫度下，鋼錠保溫2.5小時后進(jìn)行翻身，減小鋼錠陰陽面溫度差，翻過身的鋼錠再保溫1.5小時；(D)鋼錠陰陽面溫度差≤30℃，才能進(jìn)行熱加工開坯，進(jìn)入初軋機第一火軋制；初軋機熱加工開坯(A)軋制前，先關(guān)閉軋輥的冷卻水，軸瓦的冷卻水適當(dāng)關(guān)小，且避免軸瓦的冷卻水飛濺到輥身；安排其它鋼錠先軋制6支，使軋輥預(yù)熱溫度160℃；(B)初軋機軋輥速度以爬行執(zhí)行，軋輥速度≤10轉(zhuǎn)/分；(C)鋼錠的開軋溫度＝1140℃，終軋溫度＝1050℃，第一火壓下規(guī)程道次28道；(D)鋼錠在前18道次的初軋機平底孔軋制時，嚴(yán)格控制延伸率與表面展寬量，壓下量10～20mm(類似壓路機壓實路面形式破碎鋼錠鑄態(tài)的柱狀晶，最大限度地降低軋輥對軋件的拉應(yīng)力)，且保持一個方向的軋制；(E)軋件回均熱爐再次加熱。初軋機第二火軋制時，均熱爐加熱鋼錠要求(A)第一火軋件回爐加熱，加熱溫度1170～1180℃，保溫1小時翻身，再保溫半小時；(B)鋼錠陰陽面溫度差≤30℃，才能進(jìn)行熱加工開坯，進(jìn)入初軋機第二火軋制；初軋機熱加工開坯要求(A)第二火軋制前，關(guān)閉軋輥的冷卻水，避免軸瓦的冷卻水飛濺到輥身；軋輥預(yù)熱溫度＝150℃；(B)軋輥速度＝10轉(zhuǎn)/分；(C)軋件的開軋溫度＝1120℃，終軋溫度＝1070℃，第二火壓下規(guī)程道次27道；(D)軋件在初軋機平底孔、箱型孔軋制時，嚴(yán)格控制延伸率與表面展寬量(軋件回爐加熱后續(xù)軋時，鋼錠鑄態(tài)的柱狀晶基本破碎，塑性有較大提高，壓下量逐漸加大，改善碳化物形態(tài)和鑄態(tài)疏松組織)，壓下量＝20～40mm；(F)軋坯回退火爐處理。實施本發(fā)明專利對Cr12MoV進(jìn)行熱加工開坯，具有工藝簡單、生產(chǎn)組織便捷、冶金制造成本低的特點，與傳統(tǒng)的“冶煉鑄錠——鍛壓開坯”生產(chǎn)工藝相比，生產(chǎn)周期縮短10倍以上，金屬成坯率81％以上，冶金制造成本降低600元/噸鋼以上；由140方mm Cr12MoV(初軋機熱加工開坯生產(chǎn))制成的Φ65mm成品材，其內(nèi)材質(zhì)量均滿足GB/T1299-2000標(biāo)準(zhǔn)之規(guī)定(見表一、表二)，符合產(chǎn)品質(zhì)量要求，鋼坯表面質(zhì)量優(yōu)于鍛壓開坯，鋼錠開坯、成材合格率100％，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
初軋坯的金屬成坯率、低倍質(zhì)量表1

Φ65mm成品材低倍質(zhì)量和退火硬度測試結(jié)果表2

權(quán)利要求
1.Cr12MoV軋制開坯的生產(chǎn)方法，其特征是采用“均熱爐加熱鋼錠+初軋機二火軋制”的熱加工開坯工藝，生產(chǎn)Cr12MoV鋼坯熱加工開坯第一火軋制要求(1)均熱爐加熱鋼錠時(A)鋼錠重量1.0～1.5噸；(B)鋼錠的入爐溫度≤500℃，保溫100～150分鐘；(C)升溫時，先以≤80℃/h的速度加熱升溫至770～850℃，保溫30～60分鐘；再以≤100℃/h的速度升溫至1160～1190℃；(D)在1160～1190℃，保溫4小時～4.5小時，保溫期間，將鋼錠進(jìn)行翻身，減小鋼錠陰陽面溫度差；(E)鋼錠陰陽面溫度差≤30℃，進(jìn)入初軋機第一火軋制；(2)初軋機熱加工開坯時(A)軋制前，先關(guān)閉軋輥的冷卻水，且避免軸瓦的冷卻水飛濺到輥身；軋輥預(yù)熱至100～200℃溫度；(B)初軋機軋輥速度以爬行執(zhí)行，軋輥速度≤10轉(zhuǎn)/分；(C)鋼錠的開軋溫度≥1120℃，終軋溫度≥1050℃，第一火壓下規(guī)程道次25～34道；(D)鋼錠在前20道次的初軋機平底孔軋制時，壓下量≤20mm，且保持一個方向的軋制；(E)軋件回爐加熱；熱加工開坯第二火軋制要求(3)均熱爐加熱軋件時(A)第一火軋件回爐加熱，加熱溫度1160～1180℃，保溫1～2小時，保溫期間，將鋼錠進(jìn)行翻身；(B)鋼錠陰陽面溫度差≤30℃，才能進(jìn)行熱加工開坯，進(jìn)入初軋機第二火軋制；(4)初軋機熱加工開坯時(A)第二火軋制前，先關(guān)閉軋輥的冷卻水，避免軸瓦的冷卻水飛濺到輥身；軋輥預(yù)熱溫度100～200℃；(B)軋輥速度≤10轉(zhuǎn)/分；(C)軋件的開軋溫度≥1100℃，終軋溫度≥1050℃，第二火壓下規(guī)程道次20～30道；(D)軋件在初軋機平底孔、箱型孔軋制時，壓下量≤40mm；(E)軋坯回退火爐處理。
全文摘要
Cr12MoV軋制開坯的生產(chǎn)方法，其特征是采用“均熱爐加熱鋼錠+初軋機二火軋制”的開坯工藝(1)均熱爐一火加熱鋼錠重≤1.5噸；入爐溫度≤500℃保溫2小時；升溫速度≤80℃/h；1180℃保溫4小時；保溫時鋼錠翻身，陰陽面溫差≤30℃；(2)初軋機一火開坯軋制前，關(guān)閉軋輥的冷卻水；軋輥預(yù)熱，溫度150℃；輥速≤10轉(zhuǎn)/分；終軋溫度≥1050℃；軋制壓下量≤20mm，且保持同方向軋制；軋件回爐加熱；(3)二火加熱1170℃保溫1.5小時；(4)二火開坯軋輥預(yù)熱；輥速≤10轉(zhuǎn)/分；軋件的終軋溫度≥1050℃；壓下量≤40mm。實施本發(fā)明專利對Cr12MoV進(jìn)行熱加工開坯，具有工藝簡單、生產(chǎn)周期短、鋼坯表面質(zhì)量優(yōu)、成本低的特點，產(chǎn)品質(zhì)量符合GB/T1299－2000標(biāo)準(zhǔn)要求，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
文檔編號B21B15/00GK1483523SQ03141888
公開日2004年3月24日 申請日期2003年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月29日
發(fā)明者謝蔚, 胡鴻銑, 葛憲平, 沈燕源, 顧新根, 續(xù)維, 陳新建, 謝 蔚 申請人:寶鋼集團(tuán)上海五鋼有限公司