CN106755862A - 一种适用于冷变形工艺的低温软化方法 - Google Patents

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马庆超
丁明杰
王燕
马耀伟
邹颖慧
姜丽燕
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment

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Abstract

本发明涉及一种适用于冷变形工艺的低温软化方法，其解决了现有冷变形生产中材料因退火产生的严重带状组织、宽大的表面脱碳层以及晶粒粗大的技术问题，其首先对钢原料进行第一次冷轧，其次进行热处理，然后进行第二次冷轧；其可广泛应用于钢材料的冷加工成型。

Description

一种适用于冷变形工艺的低温软化方法
技术领域
本发明涉及材料热处理领域中的中间退火工艺，具体说是一种适用于冷变形工艺的低温软化方法。
背景技术
目前，在钢材料冷加工成型工艺中，受限于钢厂模具和市场需求之间的差异，常用管材需要经一次甚至多次冷变形成型才能投放到市场使用，而两次相近的冷变形之间必须要增加软化退火处理才能保证后道次顺利加工。传统的热处理操作中，通常以材料的AC3以上30-50℃作为中间退火的温度(780-900℃)，在该温度下，材料的硬度下降较快，塑性上升，利于后道次冷变形加工，但存在材料晶粒粗大，带状组织严重，表面脱碳层宽等缺陷。
发明内容
本发明就是为了解决现有冷变形生产中材料因退火产生的严重带状组织、宽大的表面脱碳层以及晶粒粗大的技术问题，提供一种适用于冷变形工艺的低温软化方法。
本发明提供的适用于冷变形工艺的低温软化方法，包括以下步骤：
(1)将钢原料经表面除锈、磷化和皂化处理；
(2)对钢原料进行第一次冷轧；
(3)将经过一次冷轧后的材料进行热处理；
(4)对经过热处理的材料进行第二次冷轧。
优选地，步骤(3)中，热处理条件为600～700℃，升温时间为1～2小时，保温时间为0.5～2小时，冷却方式为炉冷至100℃以下，然后空冷。
优选地，进行第二次冷轧之前，对经过热处理的材料进行酸洗。
本发明的有益效果是：
(1)材料表面无脱碳，不会恶化产品芯部的带状组织，材料碳元素按照球粒珠光体分布，便于后期调质工序。
(2)使用设备简单，设置温度低，加热时间短，能够有效地提高目前冷变形生产的生产效率。
(3)适用于25Mn、45钢、30CrMo、20钢等常用的普通碳素钢。
本发明进一步的特征和方面，将在以下参考附图的具体实施方式的描述中，得以清楚地记载。
附图说明
图1是热处理的示意图；
图2是宝钢1026材料经过现有技术的退火工艺(热处理温度是860-880℃)后的外表面脱碳层的组织结构图；
图3是宝钢1026材料经过本发明记载的工艺处理后的外表面脱碳层的组织结构图；
图4宝钢1026材料经过现有技术的退火工艺(热处理温度是860-880℃)后的芯部组织图；
图5宝钢1026材料经过本发明记载的工艺处理后的的芯部组织图。
具体实施方式
下面以宝钢1026原料为例说明本发明的具体步骤：
步骤一，将规格为φ89X8(外径为89mm，壁厚为8mm)原料经表面除锈、磷化、皂化处理。
步骤二，对原料进行第一次冷轧，冷轧至φ70X6的规格。原料的实际硬度值为HRA49。冷轧模具型号为70-95，芯棒型号为63。
步骤三，为了方便的进行第二次冷轧加工，需要将材料硬度降低至接近宝钢原料的硬度。参考图1，将经过一次冷轧后的材料在高精度加温炉内热处理，热处理条件为600～700℃，升温时间为1～2小时，保温时间为0.5～2小时，冷却方式为炉冷至100℃以下，然后空冷。保温温度优选为650℃，升温时间优选为1.5小时，保温时间优选为1小时。
经过热处理后，材料的硬度可下降至HRA45-50，伸长率大于35％，非常适宜于二次冷轧加工。
如图3所示，材料退火后外表面脱碳层仅为0.0503mm，与图2所示的现有技术形成的脱碳层厚度0.2601mm相比，只有五分之一。
如图5所示，材料退火后芯部带状组织不明显，材料碳元素按照球粒珠光体分布，相比图4所示的现有技术形成的芯部带状组织有很大改进。
步骤四，对经过热处理的材料进行酸洗，去除表面氧化皮。
步骤五，按照常规冷轧工艺做第二次冷轧。冷轧轧辊型号为76-57，芯棒为成品规格为(外径为57mm，内径为44.5mm)。
成品性能在如下范围内：
抗拉强度TS:520-750MPa，屈服强度YS:414-510MPa，伸长率15-25％、硬度HRA55-60。
成品可完全满足当前API-11AX中要求的泵筒性能标准。
本发明记载的低温退火方法仅适合于冷轧或冷拔加工，对于其他行业或工艺需求的中间软化退火是否适用尚无完善的数据信息证明。
以上所述仅对本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。

Claims (3)

1.一种适用于冷变形工艺的低温软化方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)将钢原料经表面除锈、磷化和皂化处理；
(2)对钢原料进行第一次冷轧；
(3)将经过一次冷轧后的材料进行热处理；
(4)对经过热处理的材料进行第二次冷轧。
2.根据权利要求1所述的适用于冷变形工艺的低温软化方法，其特征在于：
所述步骤(3)中，热处理条件为600～700℃，升温时间为1～2小时，保温时间为0.5～2小时，冷却方式为炉冷至100℃以下，然后空冷。
3.根据权利要求2所述的适用于冷变形工艺的低温软化方法，其特征在于，进行第二次冷轧之前，对经过热处理的材料进行酸洗。
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