CN107497867A - 一种提高工具钢6150盘条均匀性的斯太尔摩冷却方法 - Google Patents

一种提高工具钢6150盘条均匀性的斯太尔摩冷却方法 Download PDF

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苑阳阳
胡磊
张宇
麻晗
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Abstract

本发明公开了一种提高工具钢6150盘条均匀性的斯太尔摩冷却方法，该冷却方法包括：吐丝温度840±10℃，在整个斯太尔摩上分为两段冷却方式；入口段辊道速度为0.20‑0.25m/s；0‑40m的辊道上，关闭全部保温罩，平均辊道速度0.30‑0.35m/s，确保非搭接处以0.5‑1.0K/s的冷速冷却至620±10℃；40‑100m的辊道上，每隔20m开启一个保温罩，平均辊道速度0.45‑0.50m/s，确保搭接处以0.5‑1.0K/s的冷速冷却至620±10℃；根据产品规格调整风量保证进入保温罩时非搭接处温度为740±10℃，搭接处温度为780±10℃。通过本发明生产的工具钢6150盘条同圈的组织均匀，强度均匀，塑性良好，有效降低了下游加工过程中的波动性，在提高了产品质量的同时不增加任何设施费用，具有良好的经济性。

Description

一种提高工具钢6150盘条均匀性的斯太尔摩冷却方法
技术领域
本发明属于轧钢技术领域，涉及一种工具钢盘条的冷却方法，特别涉及一种工具钢6150盘条的斯太尔摩冷却方法。
背景技术
6150盘条是一种具有良好的淬透性、韧性、耐磨性和刚性的合金工具钢，主要用于制造高质量的旋具，盘条通过剥皮切削冷拉或单冷拉后,按光亮热处理、碾光、抛光等组合工艺加工成钻头、内六角板手、螺丝刀各类工具。
耐磨性和硬度的均匀性是工具钢面临的主要问题，而盘条的差异性主要为搭接处与非搭接处冷却不均匀造成的，对后续的退火，拉拔、成型和热处理过程组织有很大的影响。本发明提供了一种提高工具钢盘条均匀性的斯太尔摩的冷却方法，特别是工具钢6150。
专利号CN102747210B，一种55SiCrA弹簧钢盘条的斯太尔摩控冷方法，主要在斯太尔摩辊道上通过前期快速冷却使盘条组织进入相变区，而后期缓慢冷却充分相变，最终获得优良的索氏体组织。而本发明涉及的产品与弹簧钢不同，淬透性更高，冷速超过1.0K/s即产生贝氏体和马氏体，在冷却过程中分别使用不同的冷却工艺确保搭接处和非搭接处均为0.5-1.0K/s的冷却速度。
专利号CN106734261A，一种改善弹簧钢55SiCrA盘条组织和性能的斯太尔摩风冷线控冷工艺，主要通过控制吐丝温度、风机风量、保温罩状态获得组织均匀、性能优异的55SiCrA盘条。但是并没有特别说明搭接与非搭接处的问题，同时整个斯太尔摩上冷速较快，最高超过10K/s，同时本发明涉及的产品与弹簧钢不同，淬透性更高，冷速超过1.0K/s即产生贝氏体和马氏体，在冷却过程中分别使用不同的冷却工艺确保搭接处和非搭接处均为0.5-1.0K/s的冷却速度。
专利号CN1287921C，高速线材机斯太尔摩线气雾冷却装置及方法，主要通过在吐丝机和斯太尔摩风机之间设置气雾冷却器，配合佳灵装置降低搭接点与非搭接点的强度差。特点是装置改进均匀性，而本发明主要从工艺角度解决盘条均匀性的问题，尤其是解决6150工具钢均匀性的问题。
专利号CN205183352U，一种改善盘条冷却均匀性的斯太尔摩运输辊道，主要通过支架上的多个异型托辊的排布，在行驶过程中振荡盘条边部的搭接点，间歇性地改变盘条搭接点间的缝隙，提高盘条的冷却均匀性。专利特点是装置改进均匀性，而本发明主要从工艺角度解决盘条均匀性的问题，尤其是解决6150工具钢均匀性的问题。
发明内容
本发明提供一种提高工具钢6150盘条均匀性的斯太尔摩冷却方法，通过吐丝温度、辊道速度、保温罩开启等工艺的组合应用，确保盘条的搭接处和非搭接处都能缓慢地冷却至相变结束，最终均获得较高比例的索氏体组织，盘条同圈强度均匀，塑性良好，有效降低了下游加工过程中的波动性。
本发明采用以下技术方案：
一种提高工具钢6150盘条均匀性的斯太尔摩冷却方法，吐丝温度840±10℃，斯太尔摩入口段辊道速度为0.20-0.25m/s，在整个斯太尔摩上分为两段冷却方式；在0-40m的辊道上，关闭全部保温罩，平均辊道速度0.30-0.35m/s，非搭接处以0.5-1.0K/s的冷速缓慢冷却至620±10℃；在斯太尔摩40-100m的辊道上，每隔20m开启一个保温罩，平均辊道速度0.45-0.50m/s，搭接处以0.5-1.0K/s的冷却速度缓慢冷却至620±10℃。
进一步，一种提高工具钢6150盘条均匀性的斯太尔摩冷却方法，对于直径≥12mm的6150盘条，开启1台风量为50％的风机；对于直径＜12mm的6150盘条，关闭所有风机，6150盘条进入保温罩时非搭接处温度为740±10℃，搭接处温度为780±10℃。
进一步，一种提高工具钢6150盘条均匀性的斯太尔摩冷却方法，涉及产品的成分按重量百分比为：C：0.45-0.55％，Si：0.25-0.35％，Mn：0.50-0.80％，Cr：0.80-1.10％，V：0.10-0.20％，P≤0.020％，S≤0.020％，余量为铁及不可避免的杂质。
本发明与现有技术相比，至少具有以下有益效果：
通过本发明生产的工具钢6150盘条，搭接处和非搭接处的组织均为索氏体，同圈的组织均匀，强度均匀，塑性良好，索氏体化率≥90％，抗拉强度为950-1050MPa，面缩率≥40％。有效降低了下游加工过程中的波动性，在提高了产品质量的同时不增加任何设施费用，具有良好的经济性。
具体实施方式
实施例一：
一种提高工具钢6150盘条均匀性的斯太尔摩冷却方法，具体如下：
(1)吐丝温度844℃，斯太尔摩入口段辊道速度为0.24m/s，在整个斯太尔摩上盘条分成两段冷却方式。
(2)在斯太尔摩0-40m的辊道上，关闭全部保温罩，平均辊道速度0.32m/s，非搭接处以0.55K/s的冷速缓慢冷却至627℃。
(3)在斯太尔摩40-100m的辊道上，每隔20m开启一个保温罩，平均辊道速度0.46m/s，搭接处以0.70K/s的冷却速度缓慢冷却至611℃。
(4)直径为8mm的6150盘条，关闭所有风机。进入保温罩时非搭接处温度为733℃，搭接处温度为776℃。组织索氏体化率为92％，抗拉强度为987-1039MPa，面缩率为43％。采用本方法生产的6150盘条，符合工具钢的质量要求，最终加工成规格6mm的螺丝批。
实施例二：
一种提高工具钢6150盘条均匀性的斯太尔摩冷却方法，具体如下：
(1)吐丝温度839℃，斯太尔摩入口段辊道速度为0.23m/s，在整个斯太尔摩上盘条分成两段冷却方式。
(2)在斯太尔摩0-40m的辊道上，关闭全部保温罩，平均辊道速度0.34m/s，非搭接处以0.75K/s的冷速缓慢冷却至614℃。
(3)在斯太尔摩40-100m的辊道上，每隔20m开启一个保温罩，平均辊道速度0.49m/s，搭接处以0.80K/s的冷却速度缓慢冷却至628℃。
(4)直径为10mm的6150盘条，关闭所有风机。进入保温罩时非搭接处温度为739℃，搭接处温度为783℃。组织索氏体化率为93％，抗拉强度为953-1024MPa，面缩率为41％。采用本方法生产的6150盘条，符合工具钢的质量要求，最终加工成规格8mm的六角扳手。
实施例三：
一种提高工具钢6150盘条均匀性的斯太尔摩冷却方法，具体如下：
(1)吐丝温度833℃，斯太尔摩入口段辊道速度为0.25m/s，在整个斯太尔摩上盘条分成两段冷却方式。
(2)在斯太尔摩0-40m的辊道上，关闭全部保温罩，平均辊道速度0.33m/s，非搭接处以0.70K/s的冷速缓慢冷却至620℃。
(3)在斯太尔摩40-100m的辊道上，每隔20m开启一个保温罩，平均辊道速度0.47m/s，搭接处以0.75K/s的冷却速度缓慢冷却至621℃。
(4)直径为14mm的6150盘条，开启1台风量为50％的风机。进入保温罩时非搭接处温度为739℃，搭接处温度为783℃。组织索氏体化率为93％，抗拉强度为953-1024MPa，面缩率为42％。采用本方法生产的6150盘条，符合工具钢的质量要求，最终加工成规格12mm的六角扳手。
实施例四：
一种提高工具钢6150盘条均匀性的斯太尔摩冷却方法，具体如下：
(1)吐丝温度832℃，斯太尔摩入口段辊道速度为0.25m/s，在整个斯太尔摩上盘条分成两段冷却方式。
(2)在斯太尔摩0-40m的辊道上，关闭全部保温罩，平均辊道速度0.35m/s，非搭接处以0.60K/s的冷速缓慢冷却至625℃。
(3)在斯太尔摩40-100m的辊道上，每隔20m开启一个保温罩，平均辊道速度0.49m/s，搭接处以0.75K/s的冷却速度缓慢冷却至614℃。
(4)直径为6.5mm的6150盘条，关闭所有风机。进入保温罩时非搭接处温度为733℃，搭接处温度为779℃。组织索氏体化率为91％，抗拉强度为1008-1050MPa，面缩率为44％。采用本方法生产的6150盘条，符合工具钢的质量要求，最终加工成规格5mm的螺丝批。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的方法，均落在本发明要求的保护范围。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (3)

1.一种提高工具钢6150盘条均匀性的斯太尔摩冷却方法，其特征在于，吐丝温度840±10℃，斯太尔摩入口段辊道速度为0.20-0.25m/s，在整个斯太尔摩上分为两段冷却方式；在0-40m的辊道上，关闭全部保温罩，平均辊道速度0.30-0.35m/s，非搭接处以0.5-1.0K/s的冷速缓慢冷却至620±10℃；在斯太尔摩40-100m的辊道上，每隔20m开启一个保温罩，平均辊道速度0.45-0.50m/s，搭接处以0.5-1.0K/s的冷却速度缓慢冷却至620±10℃。
2.根据权利要求1所述的一种提高工具钢6150盘条均匀性的斯太尔摩冷却方法，其特征在于，对于直径≥12mm的6150盘条，开启1台风量为50％的风机；对于直径＜12mm的6150盘条，关闭所有风机，6150盘条进入保温罩时非搭接处温度为740±10℃，搭接处温度为780±10℃。
3.根据权利要求1所述的一种提高工具钢6150盘条均匀性的斯太尔摩冷却方法，其特征在于，涉及产品的成分按重量百分比为：C：0.45-0.55％，Si：0.25-0.35％，Mn：0.50-0.80％，Cr：0.80-1.10％，V：0.10-0.20％，P≤0.020％，S≤0.020％，余量为铁及不可避免的杂质。
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