CN105149878A - 一种高合金工具钢盘条的生产工艺 - Google Patents

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彭学艺
孙军
钱学枫
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Abstract

本发明公开了一种高合金工具钢盘条的生产工艺，该生产工艺包含以下工序：原料准备、EAF偏心底炉出钢电弧炉冶炼、VD真空脱气处理、CCM连铸、初轧坯料处理、加热和高速线材控轧控冷。本发明工艺合理，提升了表面质量、表面脱碳和内部组织性能。制作成的工具强韧性好、硬度高、能承受高扭矩、使用寿命高，能满足较高的使用要求。

Description

一种高合金工具钢盘条的生产工艺
技术领域
本发明应用于高合金工具钢热轧盘条，具体地说是一种高合金工具钢盘条的生产工艺。
背景技术
高合金工具钢盘条主要用于制作电动螺丝刀头、超硬十字起等五金类工具，要求具有高使用寿命、超硬、高韧性、耐磨、高扭矩等特殊性能；调质后硬度达到HRC60以上，具有较高的组织要求；为了保证人身安全,扭断实验不得出现劈裂断口，具有较高的表面质量要求。目前在生产时质量不是太稳定，技术难点在于表面质量、表面脱碳和晶粒大小与金相组织的控制。
发明内容
针对现有技术存在的以上缺点，本发明的目的是提供一种高合金工具钢盘条的生产工艺，该生产工艺设计合理、产品质量好、性能优越。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种高合金工具钢盘条的生产工艺，其特征在于：该生产工艺包含以下工序：原料准备、EAF偏心底炉出钢电弧炉冶炼、VD真空脱气处理、CCM连铸、初轧坯料处理、加热和高速线材控轧控冷，具体要求如下：
1)原料准备工序中，炉料由优质废钢、铁水和生铁组成，炉料按质量百分比包含以下组分：C：0.60～0.70％，Mn：0.50～0.60％，P：≤0.020％，S：≤0.020％，Si：1.00～1.20％，Mo：0.40～0.60；控制有害残余元素总量在0.25％以内，每炉铁水配入量大于35％，所有入炉原料保持干燥，合金烘烤后加入；
2)EAF偏心底炉出钢电弧炉冶炼工序中，出钢前C：≥0.06％，P：≤0.015％，严禁出钢下渣；
3)VD真空脱气处理工序中，真空度＜1毫巴，真空处理时间大于10分钟，破真空后按照目标值喂入Al线，同时喂入50～100m的钙类包芯线，喂入钙类包芯线后静搅时间≥10分钟；
4)CCM连铸工艺中，采用320×480连铸机浇铸，采用末端轻压下，目标过热度40℃，拉速0.45～0.60m/min；
5)初轧坯料处理过程包括坯料抛丸、探伤、修磨，保证初轧坯料符合要求；
6)坯料加热工艺，出钢温度950℃～1100℃，严格按照加热制度加热，防止脱碳；
7)高速线材控轧控冷工序中，提高冷却能力与均匀性，保证入RSM机组温度800℃～850℃，低温终轧，细化晶粒，风机开度调节在90％，提高吐丝后的冷却能力，让吐丝后盘条快速冷却到600℃以内，风冷600℃后罩盖关闭进入保温段，使相变区从奥氏体快速过渡到马氏体，从而控制马氏体比率，得到较高的马氏体组织。
本发明通过合理控制各工序的技术参数，即可提高高合金工具钢的表面质量、表面脱碳控制水平和内部组织性能，提高内部马氏体转化率，提高热处理后材料的硬度和韧性。
本发明工艺合理，提升了表面质量、表面脱碳和内部组织性能。制作成的工具强韧性好、硬度高、能承受高扭矩、使用寿命高，能满足较高的使用要求。
具体实施方案：
一种高合金工具钢(自用牌号为NGS2)盘条的生产工艺，该生产工艺包含以下工序：原料准备、EAF偏心底炉出钢电弧炉冶炼、VD真空脱气处理、CCM连铸、初轧坯料处理、加热和高速线材控轧控冷，具体要求如下：
原料准备工序中，控制有害残余元素总量为0.10％，每炉铁水配入量为40％，所有入炉原料保持干燥，合金烘烤后加入。炉料按质量百分比包含以下组分：C：0.68％，Mn：0.55％，P：0.010％，S：≤0.010％，Si：1.10％，Mo：0.50％。
EAF偏心底炉出钢电弧炉冶炼工序中，出钢前C：0.08％，P：0.007％，严禁出钢下渣。
VD真空脱气处理工序中，真空度为0.5毫巴，真空处理时间15分钟，破真空后按照目标值喂入Al线，同时喂入80m的钙类包芯线，喂入钙类包芯线后静搅时间15分钟。
CCM连铸工艺中，采用320×480连铸机浇铸，有利于夹杂物上浮，采用末端轻压下，过热度40℃，改善内部组织和偏析状况，，拉速0.50m/min
坯料进行抛丸、探伤-修磨-二次抛丸、磁粉探伤处理方式处理。对坯料进行抛丸处理，保证表面氧化铁皮处理干净，对于坯料缺陷，进行点磨处理，然后对坯料进行全扒皮修磨处理，单边修磨2mm,保证初轧坯表面脱碳层去除干净,修磨后的钢坯进行5g/L浓度的磁粉探伤检查，检测修磨后坯料的表面缺陷。
坯料加热工艺，加热制度执行情况：预热段温度650℃，加热一段875℃，加热二段1050℃，均热段1150℃，出钢温度1020℃。
RSM入口温度830℃，风机设置，1#风机90％,2#风机90％，3#风机90％，4#风机90％，5#风机90％，6-16#风机0。1-10#罩盖开，其余罩盖关闭，入罩盖温度580℃，进入保温阶段。
线材的表面质量、表面脱碳和组织状况完全符合要求。

Claims (3)

1.一种高合金工具钢盘条的生产工艺，其特征在于：该生产工艺包含以下工序：原料准备、EAF偏心底炉出钢电弧炉冶炼、VD真空脱气处理、CCM连铸、初轧坯料处理、加热和高速线材控轧控冷，具体要求如下：
1）原料准备工序中，炉料由优质废钢、铁水和生铁组成，炉料按质量百分比包含以下组分：C：0.60～0.70%，Mn：0.50～0.60%，P：≤0.020%，S：≤0.020%，Si：1.00～1.20%，Mo：0.40～0.60；控制有害残余元素总量在0.25%以内，每炉铁水配入量大于35%，所有入炉原料保持干燥，合金烘烤后加入；
2）EAF偏心底炉出钢电弧炉冶炼工序中，出钢前C：≥0.06%，P：≤0.015%，严禁出钢下渣；
3）VD真空脱气处理工序中，真空度＜1毫巴，真空处理时间大于10分钟，破真空后按照目标值喂入Al线，同时喂入50～100m的钙类包芯线，喂入钙类包芯线后静搅时间≥10分钟；
4）CCM连铸工艺中，采用320×480连铸机浇铸，采用末端轻压下，目标过热度40℃，拉速0.45～0.60m/min；
5）初轧坯料处理过程包括坯料抛丸、探伤、修磨，保证初轧坯料符合要求；
6）坯料加热工艺，出钢温度950℃～1100℃，严格按照加热制度加热，防止脱碳；
7）高速线材控轧控冷工序中，提高冷却能力与均匀性，保证入RSM机组温度800℃～850℃，低温终轧，细化晶粒，风机开度调节在90%，提高吐丝后的冷却能力，让吐丝后盘条快速冷却到600℃以内，风冷600℃后罩盖关闭进入保温段，使相变区从奥氏体快速过渡到马氏体，从而控制马氏体比率。
2.根据权利要求1所述的高合金工具钢盘条的生产工艺，其特征在于：步骤7）中，将水箱全部投入使用，保证入RSM机组温度800℃～850℃。
3.根据权利要求1所述的高合金工具钢盘条的生产工艺，其特征在于：步骤5）中，对坯料进行抛丸处理，保证表面氧化铁皮处理干净，对于坯料缺陷，进行点磨处理，然后对坯料进行全扒皮修磨处理，单边修磨2mm,保证初轧坯表面脱碳层去除干净,修磨后的钢坯进行5g/L浓度的磁粉探伤检查，检测修磨后坯料的表面缺陷。
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