CN108977730A - 一种金属带锯背材用钢带及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种金属带锯背材用钢带，其化学成分质量含量如下：0.44％≤C≤0.48％；0.15％≤Si≤0.25％；0.60％≤Mn≤0.80％；0.90％≤Cr≤1.20％；0.40％≤Ni≤0.60％；0.90％≤Mo≤1.10％；0.08％≤V≤0.15％；0％＜Cu≤0.20％；0％＜P≤0.015％；0％＜S≤0.005％；余量为Fe。本发明最终产品检测结果满足客户需求目标值的在95％以上，目前已受到客户的倍加青睐，由于金属带锯发展前景非常广阔，因此其极具推广应用价值，前景十分广阔。

Description

一种金属带锯背材用钢带及其制备方法
(一)技术领域
本发明涉及一种金属带锯背材用钢带(D6A)及其制备方法。
(二)背景技术
金属带锯由锯背和锯齿两部分组成，锯齿要求高硬高耐磨性能，初期采用的齿部材料主要是M2、M4，后由于硬度低逐渐被淘汰。目前通用的材料是M42(W2Mo9Cr4VCo8)，它是一种钨钼系高碳含钴超硬型高速钢，具有高的常温硬度和高温硬度、高红硬性、易磨削、锋利等优点。而背部材料则要求高强度、高韧性和高的抗疲劳性能。
D6A钢是一种中碳低合金超高强度钢，不仅具有很高的强度，而且塑性和韧性都很好，它是以AISI4340钢(40CrNiMoA)的化学成分为基础，添加V，提高C、Cr、Mo含量，降低Ni含量，采用常压熔炼+真空自耗重熔或者采用双真空冶炼工艺来提高钢的纯洁度，不但强度高，而且塑性和韧性好，保证材料使用的安全可靠。总合金含量较低，在4％左右，价格也相对较低。
随着我国机械加工制造业的快速发展，金属材料锯切下料品种和数量急剧增加，金属带锯背材用冷轧D6A钢带具有非常广阔的应用市场前景。
根据对客户的大量调研数据，确定金属带锯背材用钢带的需求为：
(三)发明内容
本发明目的是提供一种金属带锯背材用钢带及其制备方法。
本发明采用的技术方案是：
一种金属带锯背材用钢带，其化学成分质量含量如下：
0.44％≤C≤0.50％； 0.15％≤Si≤0.30％； 0.60％≤Mn≤0.80％；
0.86％≤Cr≤1.06％； 0.43％≤Ni≤0.63％； 0.83％≤Mo≤1.03％；
0.05％≤V≤0.18％； 0％＜Cu≤0.20％； 0％＜P≤0.02％；
0％＜S≤0.025％；余量为Fe；其中还可能含有微量的不可避免的杂质；
其厚度为0.60～1.60mm，宽度为327～410mm。
进一步，优选的，所述金属带锯背材用钢带的化学成分质量含量如下：
0.44％≤C≤0.48％； 0.15％≤Si≤0.25％； 0.60％≤Mn≤0.80％；
0.90％≤Cr≤1.20％； 0.40％≤Ni≤0.60％； 0.90％≤Mo≤1.10％；
0.08％≤V≤0.15％； 0％＜Cu≤0.20％； 0％＜P≤0.015％；
0％＜S≤0.005％；余量为Fe。
本发明还涉及所述的金属带锯背材用钢带的制备方法，所述的制备方法按照如下步骤进行：
(1)热轧：
热轧原料化学成分质量含量如下：
0.44％≤C≤0.50％； 0.15％≤Si≤0.30％； 0.60％≤Mn≤0.80％；
0.86％≤Cr≤1.06％； 0.43％≤Ni≤0.63％； 0.83％≤Mo≤1.03％；
0.05％≤V≤0.18％； 0％＜Cu≤0.20％； 0％＜P≤0.02％；
0％＜S≤0.025％；余量为Fe；其中还可能含有微量的不可避免的杂质；
热轧加热温度1200～1250℃，粗轧温度1000～1200℃，精轧温度900～1000℃，终轧卷取温度为600～650℃；所述的热轧产物用7％～17％盐酸水溶液酸洗除去表面的氧化铁皮后进行下一步冷轧操作；
(2)冷轧：
采用退火、轧制、再退火，再轧制的冷轧规程操作，利用单机架可逆冷轧机进行轧制得到钢带；所述的单机架可逆冷轧机机组采用计算机自动控制系统，可实现全程PLC自动控制；机组具有全液压压下，液压AGC自动控制；机组配置X线测厚仪，及在线观察钢板表面质量的高清晰摄像装置，确保轧出的钢带精度和板型达到一流水平；
所述的两次退火工艺相同，所述的退火工艺为：将冷轧得到的钢带升温至680℃保温4h，到750℃后保温13h，然后降温到680℃保温6小时，带罩冷却到600℃换冷却罩，300℃开始水冷，80℃出炉；所述的退火过程采用全氢罩式炉进行；
将所述退火的钢带进行轧制得到一次轧制的钢带，所述的轧制过程中，一轧压下率控制在40～50％，二轧压下率控制在25～30％；
再将所述的一次轧制的钢带退替代所述热轧得到的钢带再进行一次退火，再轧制得到二次轧制的钢带；
(3)纵剪
将所述二次轧制的钢带经纵剪机组分条成目标宽度的金属带锯背材用钢带。
进一步，优选的，所述热轧原料的化学成分质量含量如下：
0.44％≤C≤0.48％； 0.15％≤Si≤0.25％； 0.60％≤Mn≤0.80％；
0.90％≤Cr≤1.20％； 0.40％≤Ni≤0.60％； 0.90％≤Mo≤1.10％；
0.08％≤V≤0.15％； 0％＜Cu≤0.20％； 0％＜P≤0.015％；
0％＜S≤0.005％；余量为Fe。
本发明选用特制热轧钢带，在成份和热轧工艺上做出严格要求，采用单机架四辊可逆轧机轧制，能有效保证钢带的厚度精度；研发出针对金属带锯背材用钢带性能要求的特定全氢退火工艺和平整工艺，最终产品检测结果满足客户需求目标值的在95％以上，成为行业技术进步的范例，推动国内外冷轧钢带轧制工艺的进步，给下游客户提供优质的原材料。
钢带质量要求：
(1)钢带力学性能：
钢带拉伸试验取横向试样，力学性能需符合表1规定：
表1钢带力学性能
(2)滑移线
保证出厂后3个月内不出现滑移线。
(3)表面质量
钢带表面不得有结疤、裂纹、拉裂、夹杂、氧化铁皮、铁锈和分层，不允许有兰氧化色和黄膜现象，允许有不影响成型性及涂、镀附着力的缺陷，如小气泡、小划痕、小辊印、轻微划伤及氧化色等允许存在。
本发明的有益效果主要体现在：
(1)热轧原料化学成份按规定的成份设计生产，热轧生产采用前述的三高一低温度制度，可以细化热轧后的原料组织，便于后续的冷轧及球化退火，适合获得较好的淬火组织；
(2)采用配置先进的单机架可逆轧机轧制，保证厚度精度；
(3)本发明涉及的热处理工艺采用双相区球化退火，两次退火后的组织球化效果好，球化率高，满足后续加工和淬火回火要求，且该退火工艺具有成本低、效率高等优点。
本发明金属带锯背材用钢带经多次试验和试用完全满足了带锯用钢的强度、硬度等质量要求。金属带锯背材用冷轧钢带发展前景非常广阔，极具推广应用价值。
(四)附图说明
图1本发明金属带锯背材用钢带典型的金相组织。
(五)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1：
(1)热轧
热轧原料成份及含量(％)见表2：
表2热轧原料成分及含量(％)
余量为Fe和微量的不可避免的杂质；
热轧加热温度1200～1250℃，粗轧温度1000～1200℃，精轧温度900～1000℃，终轧卷取温度为600～650℃；
(2)冷轧
所述的热轧钢带经退火后经单机架可逆轧机轧制2次，具体工艺参数如下表3所示；
表3冷轧工艺参数
退火在全氢罩式炉内进行，两次退火采用相同的工艺，具体工艺参数见下表4：
表4退火工艺参数
退火工艺控制参数名称 各项参数控制值
厚度(mm) 0.6～3.0
宽度(mm) 327～410
装炉量(T) 80～95
第一段升温(℃/h) 680/8
第一段保温平台(℃) 680
第一段保温时间(h) 4
第二段加热用时(h) 3
第二段保温平台(℃) 750
第二段保温时间(h) 13
第三段降温用时(h) 3.5
第三段保温平台(℃) 680
第三段保温时间(h) 6
喷淋温度(℃) 300
出炉温度(℃) 80
制得钢带质量检测：
(1)钢带力学性能
钢带拉伸试验取横向试样，力学性能如表5所示：
表5力学性能
试样序号 抗拉Rm 延伸A80mm 硬度(HV)
1#样 838 1.95 231
2#样 833 2.31 232
3#样 830 2.88 228
相比现有钢带，本发明钢带厚度薄，且强度更高，球化效果更好。
(2)滑移线
出厂后3个月内不出现滑移线。
(3)表面质量钢带表面无结疤、裂纹、拉裂、夹杂、氧化铁皮、铁锈和分层，无兰氧化色和黄膜现象。
(4)金相组织
制得2#样金属带锯背材用钢带D6A典型的金相组织参见图1，该组织为球化珠光体，球化率90％。
对比例
(1)原料成分
热轧原料成分及含量(％)见表6：
表6热轧原料成分及含量(％)
余量为Fe和微量的不可避免的杂质；
热轧加热温度1200～1250℃，粗轧温度1000～1200℃，精轧温度900～1000℃，终轧卷取温度为600～650℃；
(2)冷轧规程，如表7所示。
表7冷轧规程
两次退火在全氢罩式炉内进行，两次退火工艺与实施例一致，具体如，如表8所示：
表8退火工艺参数
(4)在原料厚度、轧制规程相同情况下，得到相同厚度的冷轧钢带成品的性能如表9所示，
表9性能参数
试样序号 抗拉Rm 延伸A80mm 硬度(HV)
1#样 799 3.3 215
2#样 798 3.2 217
3#样 805 2.7 218
在相同原料厚度，相同轧制规程下，本发明钢带性能的硬度和强度均更优。

Claims (4)

1.一种金属带锯背材用钢带，其化学成分质量含量如下：
0.44％≤C≤0.50％；0.15％≤Si≤0.30％；0.60％≤Mn≤0.80％；
0.86％≤Cr≤1.06％；0.43％≤Ni≤0.63％；0.83％≤Mo≤1.03％；
0.05％≤V≤0.18％；0％＜Cu≤0.20％；0％＜P≤0.02％；
0％＜S≤0.025％；余量为Fe；
所述金属带锯背材用钢带的厚度为0.60～1.60mm，宽度为327～410mm。
2.如权利要求1所述的金属带锯背材用钢带，其特征在于：所述金属带锯背材用钢带的化学成分质量含量如下：
0.44％≤C≤0.48％；0.15％≤Si≤0.25％；0.60％≤Mn≤0.80％；
0.90％≤Cr≤1.20％；0.40％≤Ni≤0.60％；0.90％≤Mo≤1.10％；
0.08％≤V≤0.15％；0％＜Cu≤0.20％；0％＜P≤0.015％；
0％＜S≤0.005％；余量为Fe。
3.如权利要求所述的金属带锯背材用钢带的制备方法，其特征在于：所述的制备方法按照如下步骤进行：
(1)热轧：
热轧原料化学成分质量含量如下：
0.44％≤C≤0.50％；0.15％≤Si≤0.30％；0.60％≤Mn≤0.80％；
0.86％≤Cr≤1.06％；0.43％≤Ni≤0.63％；0.83％≤Mo≤1.03％；
0.05％≤V≤0.18％；0％＜Cu≤0.20％；0％＜P≤0.02％；
0％＜S≤0.025％；余量为Fe；其中还可能含有微量的不可避免的杂质；
热轧加热温度1200～1250℃，粗轧温度1000～1200℃，精轧温度900～1000℃，终轧卷取温度为600～650℃；所述的热轧产物用7％～17％盐酸水溶液酸洗除去表面的氧化铁皮后进行下一步冷轧操作；
(2)冷轧：
采用退火、轧制、再退火，再轧制的冷轧规程操作，利用单机架可逆冷轧机进行轧制得到钢带；
所述的两次退火工艺相同，所述的退火工艺为：将冷轧得到的钢带升温至680℃保温4h，到750℃后保温13h，然后降温到680℃保温6小时，带罩冷却到600℃换冷却罩，300℃开始水冷，80℃出炉；所述的退火过程采用全氢罩式炉进行；
所述的轧制过程中，一轧压下率控制在40～50％，二轧压下率控制在25～30％；
再将所述的一次轧制的钢带退替代所述热轧得到的钢带再进行一次退火，再轧制得到二次轧制的钢带；
(3)纵剪
将所述二次轧制的钢带经纵剪机组分条成目标宽度的金属带锯背材用钢带。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述热轧原料的化学成分质量含量如下：
0.44％≤C≤0.48％；0.15％≤Si≤0.25％；0.60％≤Mn≤0.80％；
0.90％≤Cr≤1.20％；0.40％≤Ni≤0.60％；0.90％≤Mo≤1.10％；
0.08％≤V≤0.15％；0％＜Cu≤0.20％；0％＜P≤0.015％；
0％＜S≤0.005％；余量为Fe。
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