一種滾切式雙邊剪及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種滾切式雙邊剪及其制造方法，其材質成分的重量百分比為：C：0.40-0.65%，Si：0.15-0.35%，Mn：0.60-0.80%，Ni：3.50-6.00%，Cr：2.5-4.00%，Mo：1.50-2.50%，V：2.00-3.50%，S≤0.02%，P≤0.025%，且Cr+Mo≥4%，余量為Fe和不可避免雜質。本發(fā)明滾切式雙邊剪的制造方法，其步驟為：冶煉→鑄錠→鍛造→退火→粗加工→預處理工藝（正火+高溫回火）→半精加工→最終熱處理（淬火+回火）→精加工。本發(fā)明滾切式雙邊剪可以滿足HG980、HG108、X80等高強度中厚板生產(chǎn)的需求，提高雙邊剪剪切質量和剪切噸位。
【專利說明】一種滾切式雙邊剪及其制造方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種冶金機械刀片，特別涉及一種抗崩刃、耐磨損的滾切式雙邊剪及 其制造方法，本發(fā)明的滾切式雙邊剪適用于對HG980、HG108、X80等高強度中厚板進行切 邊。

【背景技術】
[0002] 隨著鋼廠的下游行業(yè)如工程機械、汽車、集裝箱、家電等行業(yè)對高強度鋼的市場 需求比例大幅度增加，鋼廠中高強度鋼板的生產(chǎn)比例也在逐年增加。如寶鋼開發(fā)的鋼種： BS700MC的抗拉強度σ b平均達到800-900Mpa，武鋼的HG980、HG108、X80等σ b也都達到 800-1200Mpa，這些遠遠超過了原機組設計抗拉強度σ b彡650MPa的水平。這些高強度鋼 板合金成分高，組織形態(tài)復雜，給中厚板上的滾切式雙邊剪的剪切帶來較大的難度，剪刃常 在剪切過程中出現(xiàn)崩口、疲勞、鈍化，剪切噸位低的現(xiàn)象，嚴重地制約了高強度板的大規(guī)模 生產(chǎn)。
[0003] 滾切式雙邊剪是將上剪刃做成圓弧形，使其在剪切時相對平直的下剪刃做滾動， 主要用于中厚板生產(chǎn)過程中切去軋件不規(guī)則的兩邊，提高板的使用質量，滿足客戶的要求。 金屬在剪切過程主要分為兩個階段：壓入階段和滑移階段。在壓入階段，刀片切入金屬，在 刀片的壓力下，金屬產(chǎn)生彈性和塑性變形；在滑移階段，當?shù)镀腥肷疃冗_到一定程度后， 金屬沿剪切面開始滑移，隨后在與刀片刃口接觸處產(chǎn)生裂紋，隨著裂紋的擴展，最終金屬完 全分離而被剪斷。圖1所示為滾切式雙邊剪的剪切過程，可以看出滾切式雙邊剪在剪切過 程中首先受到一個較大的沖擊力，然后受到金屬被壓時的阻力，因此其剪刃必須具備較高 的沖擊韌性、抗壓強度和抗彎強度，特別是剪切高強鋼時這幾種性能就顯得更為突出。而連 續(xù)的工作使剪刃與鋼板進行持續(xù)的滾動摩擦，因此剪刃也必須具備很好的耐磨性。
[0004] 從剪刃的失效分析結果可以看出，剪刃在使用早期因出現(xiàn)裂紋而失效，多是因為 大塊共晶碳化物與基體在使用過程中產(chǎn)生裂縫。因此，大塊共晶碳化物及成分偏析是造成 剪刃質量不穩(wěn)定的主要原因。而剪刃的使用壽命較低則是因為剪刃的耐磨性低或沖擊韌性 低，剪刃的硬度通常為HRC52-54。為了提高耐磨性和硬度通常可以通過提高淬火溫度，然后 增加合金元素融入奧氏體，進而提高馬氏體基體的強度和回火后碳化物顆粒的析出，從而 提高剪刃的耐磨性和硬度。但是提高淬火溫度，常常使奧氏體晶粒粗大，從而降低剪刃的沖 擊韌性和疲勞韌性，從而導致剪刃崩刃。由此可以看出，滾切式雙邊剪在剪切高強度鋼板的 過程中對組織的均勻性、沖擊韌性、耐磨性和硬度等性能相互之間的匹配有較高的要求。
[0005] 目前滾切式雙邊剪常用的材質之一為H13,其設計成分如表1所示。該材質是一 種冷熱模具鋼，具有較高的耐冷熱疲勞性能，但是其合金元素主要為Cr，因此在冶煉過程 中很容易形成大塊的共晶碳化物與帶狀偏析，這在后續(xù)的熱處理過程中難以消除。當其剪 切HG980、HG108、X80等高強度中厚鋼板時，剪刃會出現(xiàn)崩刃、易磨損等問題，單刃只能達到 4000 噸。
[0006] 表1 H13的材料成分（Wt. %)

【權利要求】
1. 一種滾切式雙邊剪，其特征是：其材質成分的重量百分比為：c :0. 40-0. 65%， Si ：0. 15-0. 35%, Μη ：0. 6〇-〇. 80%, Ni ：3. 50-6. 00%, Cr ：2. 50-4. 00%, Μο ：1. 50-2. 50%, V ： 2· 00-3. 50%，S彡0· 02%，Ρ彡0· 025%，且Cr%+Mo%彡4%，余量為Fe和不可避免雜質。
2. 根據(jù)權利要求1所述的滾切式雙邊剪，其特征是：滾切式雙邊剪材質成分的質 量百分比優(yōu)選為：C :0· 41-0. 61%，Si :0· 20-0. 30%，Μη :0· 60-070%，Ni :4· 00-5. 50%，Cr : 2· 50-3. 50%，Mo :1. 60-2. 50%，V :2. 00-3. 50%，S 彡 0· 02%，P 彡 0· 02%，且 Cr%+Mo% 彡 4%，余 量為Fe和不可避免雜質。
3. 根據(jù)權利要求2所述的滾切式雙邊剪，其特征是：滾切式雙邊剪材質成分的質量百 分比優(yōu)選為：C :0· 41%，Si :0· 30%，Μη :0· 65%，Ni :5· 50%，Cr : 3. 50%，Mo :2· 50%，V :2· 50%， S彡0. 02%，P彡0. 02%，且Cr%+Mo%彡4%，余量為Fe和不可避免雜質。
4. 根據(jù)權利要求2所述的滾切式雙邊剪，其特征是：滾切式雙邊剪材質成分的質量百 分比優(yōu)選為：C :0· 53%，Si :0· 20%，Μη :0· 70%，Ni :5· 00%，Cr : 2. 90%，Mo :2· 30%，V :2· 00%， S彡0. 02%，P彡0. 02%，且Cr%+Mo%彡4%，余量為Fe和不可避免雜質。
5. 根據(jù)權利要求2所述的滾切式雙邊剪，其特征是：滾切式雙邊剪材質成分的質量百 分比優(yōu)選為：C :0· 61%，Si :0· 20%，Μη :0· 60%，Ni :4· 00%，Cr : 2. 50%，Mo :1· 60%，V :3· 50%， S彡0. 02%，P彡0. 02%，且Cr%+Mo%彡4%，余量為Fe和不可避免雜質。
6. 權利要求1至5所述的任一滾切式雙邊剪的的制造方法，其步驟為：冶煉一鑄錠一 鍛造一退火一粗加工一預處理工藝（正火+商溫回火）一半精加工一最終熱處理(洋火+回 火）一精加工。
7. 根據(jù)權利要求6所述的滾切式雙邊剪的的制造方法，其特征是： (1) 冶煉的具體工藝為：將按權利要求1至5任一準備好的原材料裝入電爐中進行冶 煉，冶煉時的溫度為1520-1540°C ; (2) 鑄錠的具體工藝為：將步驟（1)得到的材料通過電渣熔鑄法得到鑄錠； (3) 鍛造的具體工藝為：將步驟（2)得到的鑄錠進行鍛打，加熱溫度為1170-1190°C，始 鍛溫度為1000-1050°C，終鍛溫度為彡850°C，鍛后坑冷； (4) 退火的具體工藝為：將步驟（3)得到的鍛件毛坯在退火爐的溫度< 300°C下裝入爐 中，在660-690°C的溫度下保溫4-7小時后，隨爐冷至400°C以下，然后出爐空冷，鍛件的硬 度為 HB280-290 ; (5) 粗加工：將步驟（4)得到的鍛件進行粗加工，按圖紙的要求留半精加工和精加工的 加工余量； (6) 正火+高溫回火的具體工藝為：將步驟（5)得到的滾切式雙邊剪在退火爐的溫度 彡300°C進爐，升溫速率為10°C /min，升到550°C保溫2-3小時，繼續(xù)升溫至750°C保溫2-3 小時，升溫至850-880°C保溫2-4小時后，出爐空冷至300°C以下，組織為馬氏體+細小彌散 碳化物，鍛件的硬度為HRC59-60 ;然后以10°C /min的升溫速率，升至590-630°C溫度保溫 3-6小時，進行高溫回火，組織為回火索氏體+彌散碳化物，鍛件的硬度為HB290-300 ; (7) 半精加工：將步驟（6)得到的滾切式雙邊剪進行半精加工，按圖紙的要求留精加工 的加工余量； (8) 淬火+回火的工藝為：將經(jīng)步驟（7)半精加工得到的滾切式雙邊剪在< 300°C的溫 度下進爐，在450-500°C的溫度下保溫0. 5-1. 5小時后，升溫至680-720°C保溫0. 5-1. 5小 時后，升溫至870-920°C保溫05-1. 5小時后油淬，硬度為HRC60-61 ;然后在180-250°C保溫 6-8小時后，進行低溫回火，組織為回火馬氏體+彌散碳化物，硬度為HRC55-57 ; (9)精加工：將步驟（8)得到的滾切式雙邊剪進行精加工，符合圖紙的最終產(chǎn)品的要 求。
8.根據(jù)權利要求7所述的滾切式雙邊剪的制造方法，其特征在于：所得到的滾切式雙 邊剪在剪切HG980、HG108、X80等高強度中厚鋼板時，單刃剪切量彡7000噸。
【文檔編號】C21D1/18GK104233101SQ201410473616
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權日:2014年9月17日
【發(fā)明者】季慧玲, 高胡鶴, 李新根 申請人:泰爾重工股份有限公司