專利名稱：連軋管機(jī)芯棒用鋼及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型高導(dǎo)熱連軋管機(jī)芯棒材料。目前市場(chǎng)上的用鋼為H13和Hll 等高合金熱作模具鋼，而本發(fā)明涉及的鋼為一種中低合金鋼。其特點(diǎn)是在具備一般芯棒例如H13鋼所具有的硬度、韌性的基礎(chǔ)上，具有較高的導(dǎo)熱能力，可以獲得較低的表面溫度， 增加抗熱疲勞性能。
背景技術(shù)：
世界上第一套大口徑MPM連軋管機(jī)于1978年在意大利達(dá)爾明鋼管廠建成投產(chǎn)。 MPM的出現(xiàn)將連軋管工藝技術(shù)發(fā)展到了一個(gè)全新的水平，由于MPM在技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率等方面的諸多優(yōu)勢(shì)，一經(jīng)問(wèn)世便在全世界得到迅速推廣和應(yīng)用。尤其是上世紀(jì)八十年代以來(lái)，受石油產(chǎn)業(yè)對(duì)油井管需求旺盛的影響，促使了 MPM技術(shù)的飛速發(fā)展。近年來(lái)我國(guó)引進(jìn)多條MPM生產(chǎn)線，其主要耗材芯棒基本依賴進(jìn)口，大直徑芯棒技術(shù)含量高、制造難度大，目前只有法國(guó)、意大利、德國(guó)等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家具有生產(chǎn)能力。我國(guó)目前的芯棒制造能力與國(guó)外差距很大，尤其是大直徑芯棒，尺寸在O^SOmm規(guī)格以上的芯棒制造還是空白，全部依賴進(jìn)口，進(jìn)口芯棒不僅價(jià)格昂貴，而且供貨周期長(zhǎng)，供需矛盾十分突出ο大口徑連軋管機(jī)芯棒制造技術(shù)難點(diǎn)存在兩個(gè)方面一是缺乏高質(zhì)量大直徑芯棒坯的制造技術(shù)和設(shè)備；二是缺乏芯棒熱處理的組織控制、長(zhǎng)桿件機(jī)械加工的精度控制以及表面鍍硬鉻的相關(guān)技術(shù)和裝備。首先，大直徑芯棒坯的制造需要高質(zhì)量的大型熱作模具鋼鋼錠，由于尺寸效應(yīng)，鋼錠越大，其冶金質(zhì)量、碳化物、偏析控制難度將大幅度提高。優(yōu)質(zhì)芯棒坯的制造，不僅需要真空精煉、電渣重熔等先進(jìn)的冶金質(zhì)量控制設(shè)備作為基本條件，還需要高溫均質(zhì)、多向鍛造、 組織超細(xì)化等最先進(jìn)的技術(shù)和裝備作保證。其次，根據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于芯棒這類細(xì)長(zhǎng)類的大型模具鋼產(chǎn)品需要專業(yè)的帶雙操作機(jī)的大噸位快鍛機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)幾乎沒(méi)有這類專業(yè)設(shè)備。而且，只有系統(tǒng)地掌握從大型鋼錠冶金質(zhì)量與組織控制、鍛后組織控制、芯棒坯組織控制，到芯棒的淬火熱處理、回火熱處理系列成套微觀組織控制技術(shù)，才能充分發(fā)揮模具鋼中合金元素的強(qiáng)韌化作用，制造出兼有優(yōu)良高溫強(qiáng)度又有優(yōu)良高溫高韌性的大直徑芯棒，滿足實(shí)際使用的需求。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明提供一種新型低成本連軋管機(jī)用高導(dǎo)熱芯棒用鋼材料及其制備工藝。1.合金成分該新型連軋管機(jī)空心芯棒用鋼的合金成分為(質(zhì)量百分比) C 0. 2(Γθ. 40%
Si<=0.6%
Mn0. 7-1. 3%Cr2.8 3]^ %Mo0.30-0.60%V0.20 0·50%Nb0.οΓο.07%Fe涂；量
不可避免的雜質(zhì)元素，雜質(zhì)元素中S ^ 0. 03% ；P ^ 0. 03% ；0 30ppm。2.制備工藝及熱處理工藝
A.熔煉合金按上述成分設(shè)計(jì)后，進(jìn)行電爐熔煉，將上述配方中的配合料放置于電爐中，在1500°C以上的溫度進(jìn)行熔煉，澆注Φ 200mm-Φ 800mm電極棒；
B.電渣重熔電渣重熔后可降低氣體和夾雜物的含量，并獲得成分均勻、組織致密、質(zhì)量高的鋼錠，化渣電壓56-62V，電流3000-5000A、電制度電壓57-59V，電流11000-12000A、 封頂電壓57-59V，填充比為0. 8 ；
C.退火于700°C保溫8小時(shí)后隨爐冷卻；
D.鍛造鋼錠加熱至1200 1230°C，進(jìn)行多向鍛造，終鍛溫度1000°C，鍛造比大于6；
E.鍛后退火于700°C退火8小時(shí)，隨爐冷卻；
F.熱處理900-940°C淬火，600-630°C回火兩小時(shí)；
目前市場(chǎng)上的用鋼為H13和Hll等高合金熱作模具鋼，而本發(fā)明涉及的鋼為一種中低合金鋼。其特點(diǎn)是在具備一般芯棒例如H13鋼所具有的硬度、韌性的基礎(chǔ)上，具有較高的導(dǎo)熱能力，可以獲得較低的表面溫度，增加芯棒的抗熱疲勞性能。


圖1發(fā)明鋼與H13鋼的導(dǎo)熱率比較。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明 實(shí)施例一
本實(shí)施例生產(chǎn)了一種鋼，其具體成分如下
C0.30%,Si0. 35%,Mn1.0%,Cr3. 2%,Mo0.5%,V0. 35%,Nb0.04%P<0. 015%,S<0.015%,0^ 30ppmFe余量
具體步驟如下
A.熔煉合金按上述成分設(shè)計(jì)后，進(jìn)行電爐熔煉，將上述配方中的配合料放置于電爐中，在1500°C以上的溫度進(jìn)行熔煉，澆注Φ450mm電極棒；
B.電渣重熔電渣重熔后可降低氣體和夾雜物的含量，并獲得成分均勻、組織致密、質(zhì)量高的鋼錠，化渣電壓58V，電流3000-5000A、電制度電壓57V，電流11500A、封頂電壓58V， 填充比為0.8;C.退火于700°C保溫8小時(shí)后隨爐冷卻；
D.鍛造鋼錠加熱至1200 1230°C，進(jìn)行多向鍛造，終鍛溫度1000°C，鍛造比大于6；
E.鍛后退火于700°C退火8小時(shí)，隨爐冷卻；
F.熱處理920°C淬火，620°C回火兩小時(shí)；
G.實(shí)際沒(méi)得該生產(chǎn)鋼的導(dǎo)熱率為:50°C:35ff/m · K, 200°C :36. 3 ff/m ‘ K ；400°C :37. 8 ff/m · K。
權(quán)利要求
1.連軋管機(jī)芯棒用鋼，其特征在于該鋼的成分以質(zhì)量百分含量計(jì)為C:0. 20-0. 40% ； Si ^ 0. 6% ；Mn 0. 7-1. 3% ；Cr 2. 8-3. 8% ；Mo 0. 30-0. 60% ；V 0. 20-0. 50% ；Nb 0. 01-0. 07% ；其余為!^e和不可避免的雜質(zhì)元素，雜質(zhì)元素中S 彡0. 03% ；P ^ 0. 03% ；0 ^ 30ppmo
2.連軋管機(jī)芯棒用鋼的制備工藝，其特征在于該制備工藝采用如下步驟進(jìn)行A.熔煉將合金按權(quán)利要求1的配方配料后放置于電爐中，在1500°C以上的溫度進(jìn)行熔煉，澆注Φ 200mm-Φ 800mm電極棒；B.電渣重熔電渣重熔的參數(shù)為化渣電壓56-62V，電流3000-5000A、電制度電壓 57-59V,電流 11000-12000A、封頂電壓 57-59V，填充比為 0. 8 ；C.退火于700°C保溫8小時(shí)后隨爐冷卻；D.鍛造鋼錠加熱至1200 1230°C，進(jìn)行多向鍛造，終鍛溫度1000°C，鍛造比大于6；E.鍛后退火于700°C退火8小時(shí)，隨爐冷卻；F.熱處理900-940°C淬火，600-630°C回火兩小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高導(dǎo)熱連軋管機(jī)芯棒用鋼及其制備工藝。其合金成分主要以下列元素組成(以質(zhì)量百分含量計(jì))C0.20-0.40%；Si≤0.6%；Mn0.7-1.3%；Cr2.8-3.8%；Mo0.30-0.60%；V0.20-0.50；Nb0.01-0.07%；其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)元素，雜質(zhì)元素中S≤0.015%；P≤0.015%；O≤30ppm。該材料經(jīng)過(guò)電爐熔煉→電渣重熔→退火→鍛造→退火后，具有良好的機(jī)加工性能；經(jīng)過(guò)熱處理(淬火→高溫回火)后，材料具有良好的熱強(qiáng)度、熱硬度，并具有較大的導(dǎo)熱系數(shù)，其導(dǎo)熱系數(shù)≥34W/(M·K)(20-400℃)，較H13鋼高40%。
文檔編號(hào)B21B25/00GK102312163SQ20111025717
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月2日
發(fā)明者吳曉春, 許珞萍, 閔永安, 陳華銀 申請(qǐng)人:上海大學(xué)