制備21-10Mn7Mo焊絲的鍛造方法及其鍛坯件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本案屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，涉及氣體保護電弧焊之實芯焊絲的制備方法及其中間成 品和產(chǎn)成品及其工藝設備。涉及鍛造的方法及其鍛造件，以及熱乳工藝，還涉及鋼錠及其冶 煉。
【背景技術(shù)】
[0002] 不銹鋼焊絲、焊條在自動化技術(shù)中的應用越來越多，但是已有技術(shù)制備的不銹鋼 焊絲常見的質(zhì)量問題是焊絲外觀不好、送絲不夠穩(wěn)定，因此難以滿足高自動化焊接設備的 要求。
[0003] -般可知，焊絲質(zhì)量與煉鋼引起的化學成分的細微變化有著緊密的關(guān)系，與材料 成分的雜質(zhì)含量有著緊密的關(guān)系，重要的是焊絲制備的工藝方法和工藝設備關(guān)系著焊絲的 半成品、產(chǎn)成品的品質(zhì)。為此業(yè)界在這方面做過很多努力，已有技術(shù)包括但不限于：
[0004] 如中國專利200710093859. 1公開了一種奧氏體不銹鋼黑皮鍛件鍛后固溶處理工 藝，在鍛造工藝中始鍛溫度為1100°c~1200°C，終鍛溫度大于等于850°C，鍛件的鍛造 比大于或等于3,最后一火次的鍛件變形量大于或等于20%;鍛造工藝之后立即進爐加熱， 盡速將溫度升至固溶化溫度l〇〇〇°C~1KKTC，然后保溫1~4小時，再將鍛件出爐并立 即進入水箱冷卻至室溫，固溶處理工藝結(jié)束，并進行之后的粗加工、取樣、理化試驗的步 驟。該發(fā)明奧氏體不銹鋼黑皮鍛件鍛后固溶處理工藝使固溶工藝在鍛后馬上開始，并且快 速升溫，其操作簡單，成本低廉，加工周期短，能源消耗少，對大截面、大噸位奧氏體不 銹鋼鍛件進行固溶化處理時，晶粒度不長大。
[0005] 再有中國專利200910052322. X公開了一種不銹鋼的制備方法，該方法的步驟包 括：（1)將原材料和煉鋼爐清洗并烘干；（2)將原材料投入煉鋼爐中，并加入原材料重量 1-2%的無磁鋼脫氧劑，高溫熔煉成鋼水，無磁鋼脫氧劑與鋼水中的非金屬形成渣液排出； (3)將步驟（2)得到的鋼水投入真空脫氣爐進行真空脫氣，使鋼水中的氧含量< 20ppm，氫 含量< 3ppm，然后澆注、鍛造、固熔和穩(wěn)定化處理，使其均質(zhì)，即得產(chǎn)品。該發(fā)明方法制備的 超低碳無磁不銹鋼化學成分，希望在力學性能和導磁率方面有所貢獻。
[0006] 還有，中國專利200910223502. X公開了一種適合于時效馬氏體不銹鋼焊接用 焊絲。該焊絲的化學組成成分的重量百分比為C 0.01-0. 09, Si 0.2-0. 6, Mn 0.2-1. 0， P 彡 0? 025, S 彡 0? 025, Cr 14-17, Ni 4. 2-5. 8, Cu 3. 0-4. 0, Nb 0? 1-0. 5, Mo 彡 0? 75,余為 Fe。該發(fā)明焊絲用于焊接15-5PH時效馬氏體不銹鋼可避免在焊縫馬氏體組織中形成鐵素 體網(wǎng)，使接頭塑性和韌性得以保持，同時還具備優(yōu)良的焊接性，能有效避免焊接熱裂紋。該 發(fā)明焊絲焊接15-5PH不銹鋼后經(jīng)完全熱處理，希望具有良好的綜合性能，適合于航空工業(yè) 及其他工業(yè)領(lǐng)域時效馬氏體不銹鋼的氣體保護焊。
[0007] 再如中國專利200510109991. 8公開了氣體保護電弧焊接用實芯焊絲。
[0008] 又如中國專利200310100196. 3公開了一種高強度焊條。
[0009] 如中國專利200710103490. 8公開了一種實芯焊絲。
[0010] 還有已有技術(shù)HlCr21NilOMn6焊絲，主要用于重型、大型車輛等自動焊接，本案也 是以此為研發(fā)背景的進一步改進，目的在于進一步提高焊絲的抗拉強度，提高其熔敷金屬 的抗拉強度，為此還有包括但不限于下述公開：
[0011] 如中國專利201110104281. 1公開了一種焊絲、盤條及其應用它涉及盤條和焊絲。
[0012] 已有的技術(shù)存在下述問題亟待解決。
[0013] 鍛造問題，因受材料成分的影響，在鍛造環(huán)節(jié)采用怎樣的工藝方法，直接關(guān)系到產(chǎn) 成鍛坯的組織和性能是否良好，業(yè)界亟待提供一種針對本案焊絲的鍛造工藝及其鍛坯，以 提高焊絲的抗拉強度和屈服強度，為后序的焊絲加工以及焊絲產(chǎn)成品的品質(zhì)提供保障。
[0014] 本案焊絲是在已有的HlCr21NilOMn6焊絲的基礎(chǔ)上的創(chuàng)新，包括添加適量的Mo， 同時相應的提高Mn的含量，問題在于由此材料成分的改變會對后期的生產(chǎn)帶來工藝困難， 一般可知，鉬在合金鋼中的含量在一定范圍時，鉬會使合金鋼的塑性和韌性下降，因此業(yè) 界亟待通過包括鍛造在內(nèi)的工藝方法的改善來解決這樣的問題。
[0015] 已有的技術(shù)因由焊絲的組分、焊絲的制備方法以及工藝設備的原因，不能很好的 克服上述的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 本發(fā)明所要解決的問題在于克服前述技術(shù)存在的上述缺陷，而提供一種 21-10Mn7M 〇焊絲的鍛造方法及用該方法制備的鍛坯件，以及制備21-10Mn7M〇焊絲的鍛坯 件及熱乳方法。
[0017] 本發(fā)明解決技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的，依據(jù)本發(fā)明提供的一種制 備21-10Mn7Mo焊絲的鍛造方法，其中，被鍛鋼錠的化學成分質(zhì)量％包括：碳C < 0. 10、硅 Si 彡 0? 8、錳 Mn5. 5-8. 0、磷 P 彡 0? 030、硫 S 彡 0? 020、鎳 Ni9. 0-11. 0、鉻 Cr 19. 0-22. 0、鉬 Mo 0? 5-2. 0 ;Mn/Mo 比控制在 7-7. 5 ;
[0018] 前述的制備21_10Mn7Mo焊絲的鍛造方法，其中，所述鍛坯件化學成分質(zhì)量％由碳 C 彡 0? 10、硅 Si 彡 0? 8、錳 Mn5. 5-8. 0、磷 P 彡 0? 030、硫 S 彡 0? 020、鎳 Ni9. 0-11. 0、鉻 Cr 19. 0-22. 0、鉬Mo 0. 5-2. 0,和余量為鐵Fe和不可避免的雜質(zhì)組成。
[0019] 前述的制備21-10Mn7Mo焊絲的鍛造方法，其中，Mn/Mo比控制在7-7. 5。
[0020] 前述的制備21-10Mn7Mo焊絲的鍛造方法，其中，所述被鍛鋼錠的冶煉步驟，包括 用電弧爐返回吹氧法冶煉電渣重熔電極的工藝步驟，下述統(tǒng)稱為第一步驟，其中，鋼液溫度 達到1400-1600°C，在高溫下實現(xiàn)高鉻鋼液去碳保鉻；所述第一步驟的工藝過程依次是：補 爐、裝料、熔化期、氧化期、還原期、出鋼、澆鑄重熔電極。
[0021] 前述的制備21_10Mn7Mo焊絲的鍛造方法，其中，在補爐步驟中：補爐材料應用鹵 水攪拌，不得用清水攪拌。
[0022] 前述的制備21_10Mn7Mo焊絲的鍛造方法，其中，在裝料步驟中：Ni、Mo放在爐內(nèi)相 對高溫的區(qū)域，不能放在電弧作用區(qū)。
[0023] 前述的制備21_10Mn7Mo焊絲的鍛造方法，其中，鍛造的步驟包括坯料加熱的步 驟，所述坯料加熱的步驟中坯料的裝爐溫度控制在< 850°C。
[0024] 前述的制備21_10Mn7Mo焊絲的鍛造方法，其中，鍛造的步驟中預熱階段的爐溫控 制在 800°C _850°C。
[0025] 前述的制備21_10Mn7Mo焊絲的鍛造方法，其中，鍛造的步驟中加熱和均熱階段的 爐溫控制：當保持較高爐溫時，迅速加熱至始鍛溫度。
[0026] 前述的制備21_10Mn7Mo焊絲的鍛造方法，其中，鍛造的步驟中加熱時間控制，加 熱時間應符合公式：T = aD ;公式中T是指加熱總時間（min) ;a是指與尺寸、鋼種有關(guān)的系 數(shù)；D是指坯料直徑或邊長（mm);其中，加熱總時間計算中的系數(shù)a取值為0.7。
[0027] 前述的制備21_10Mn7Mo焊絲的鍛造方法，其中，鍛造的步驟中鍛造溫度的控制： 始鍛溫度為多1180,終鍛溫度為多850。
[0028] 前述的制備21_10Mn7Mo焊絲的鍛造方法，其中，制備所述鍛坯件的鍛造步驟中還 有鍛造成型的步驟，其中，鍛打加熱的鋼錠的鍛錘輕重力度控制為：開始時，當被鍛打的鋼 錠變形量未達到30%時，為輕鍛；當被鍛打的鋼錠變形量達到30%后，為重壓或稱重鍛，重 鍛的控制是：不得在一處連擊超過三錘。
[0029] 前述的制備21_10Mn7Mo焊絲的鍛造方法，其中，所述的鍛造成型的步驟中，被鍛 打鋼錠的翻鋼控制為：鍛造時，被鍛打鋼錠應向同一方向翻轉(zhuǎn)，每次應翻轉(zhuǎn)90° ;鍛打時，壓 下量控制為均勻一致。
[0030] 前述的制備21-10Mn7M〇焊絲的鍛造方法，其中，所述的鍛造成型的步驟中，成型 鍛坯件的鍛造比為4~6。
[0031] 前述的制備21-10Mn7M〇焊絲的鍛造方法，其中，所述的鍛造成型的步驟，其中，鍛 造變形量控制為大于12% -20%。
[0032] 前述的制備21_10Mn7Mo焊絲的鍛造方法，其中，所述的鍛造成型的步驟，其中，鍛 件切段的步驟，溫度控制不低于800°C的溫度下進行；
[0033] 前述的制備21_10Mn7Mo焊絲的鍛造方法，其中，鍛造成型的步驟中鍛件切段的 步驟，其中，初鍛尺寸包括但不限于〇 135*650mm，終鍛尺寸包括但不限于45*45* (800~ 1200)mm ；
[0034] 前述的制備21_10Mn7Mo焊絲的鍛造方法，其中，鍛成方坯尺寸包括但不限于 9〇-180mm。
[0035] 前述的制備21_10Mn7Mo焊絲的鍛造方法，其中，所述冶煉的第一步驟中熔化期 電極的控制是：電極穿井階段帶阻抗，采用大功率送電；或/和，分批加入石灰料、螢石料， 用于穩(wěn)定電弧。
[0036] 前述的制備21_10Mn7Mo焊絲的鍛造方法，其中，所述冶煉中的熔化期吹氧的控 制：在爐溫達到950°C以上時開始吹氧，氧壓控制在不大于0. 4MPa;或/和，熔化期脫磷的 控制：爐料熔化后期，當鋼液含碳量滿足預設值時，進行低溫脫磷，適時補加石灰或碎礦石， 爐門自動流渣去磷；或/和，所述補加礦石的時機和量的控制：分批次加入礦石，每批礦量 設置為3-4kg或4-5kg，相鄰的批次之間間隔3-4分鐘或4-5分鐘。
[0037] -種引用前述任一方法獲得的制備21_10Mn7Mo焊絲的鍛坯件，其中，所述鍛坯件 化學成分質(zhì)量％包括：碳C彡0? 10、硅Si彡0? 8、錳Mn5. 5-8. 0、磷P彡0? 030、硫S彡0? 020、 鎳 Ni9. 0-11. 0、鉻 Cr 19. 0-22. 0、鉬 Mo 0? 5-2. 0 ;Mn/Mo 比控制在 7-7. 5