CN109252030A - 一种提高95CrMo中空钢塑性的控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种提高95CrMo中空钢塑性的控制方法，属于中空钢轧钢工艺控制技术领域。步骤为，轧制时开轧温度1000‑1050℃，入连轧温度为930‑970℃，精轧入口温度为830‑860℃；精轧后采取水冷‑回复‑水冷‑回复冷却，上冷床温度为700‑780℃，下冷床温度＞400℃。优点在于，提高了95CrMo中空钢的塑性，增加中空钢的强韧性，提高中空钢的凿岩寿命。
Description
技术领域
本发明属于中空钢轧钢工艺控制技术领域，特别涉及一种提高95CrMo中空钢塑性的控制方法。适用于减轻中空钢网状碳化物，提高中空钢塑性，提升中空钢的凿岩使用寿命。
背景技术
凿岩钎具广泛应用于矿山、煤矿等开采领域，整个钎具系统包括四大类：钎杆、钎头、连接套筒和钎尾。在凿岩行进中，钎杆作为传递能量的载体，其钢种的性能对钎具的疲劳寿命有着关键的影响。根据钎杆钻凿时所承受的载荷特性，钎杆可选择高强度钢或中等强度钢。现有的中空钢牌号主要有95CrMo、55SiMnMo、22CrNi3Mo等，分别属于高碳系、中碳系和低碳系，具有强度高、强韧性好、疲劳性能优良等特点，可广泛用作不同规格的钎杆。根据钢种的不同，钎杆的处理工序也不一样，如55SiMnMo钢需要进行正火处理，22CrNi3Mo钢需要进行渗碳处理。钎杆的性能主要由热处理工艺决定。
95CrMo为高碳系的中空钢，主要应用在锥形杆和整体杆上，在国外得到了广泛的应用。该钢种抗拉强度高、耐磨性好，并且具有一定的塑性、韧性及较高的疲劳强度高，是海外钎杆市场主要的品种。
采用现有轧制工艺生产的95CrMo中空钢，其网状碳化物较为严重，塑性差，抗拉强度为1300～1400MPa，延伸率低于10％，缺口敏感性大，导致凿岩寿命偏低，需要进行整体正火处理才能满足钎杆的使用要求。采用整体正火处理后的抗拉强度为1150～1250MPa，延伸率为15～20％，强韧性好，降低了缺口敏感性，极大提高凿岩寿命，但是不足之处在于增加了热处理工序，生产成本和能耗增加，且热处理工艺控制不当会引入表面氧化及其他组织缺陷。因此，需要研究一种新工艺，减轻网状碳化物，提高塑性，改善中空钢的强韧性，生产接近正火处理性能、具有良好塑性的热轧中空钢，对于进一步提高95CrMo产品的竞争力，显得尤为重要。
申请号为CN 102430574 B，申请日为2011.10.28，名称为“一种钎具用中空钢的轧制工艺”的中国专利文献公开了一种钎具用中空钢的生产工艺路线。该工艺路线采用中空的专用孔型系统，在连轧或半连轧机上实现中空钢轧制，提高了生产效率，从实施例看为中空钢轧制的料型控制。
公开号为CN 103184388A，申请日为2013.07.03，名称为“一种凿岩钎杆用95CrMo钢整体正火工艺”的中国专利文献公开了一种95CrMo中空钢的热处理工艺。该工艺采取整体感应正火处理提高钎杆凿岩寿命，是弥补中空钢热轧材塑性不足所采取的热处理工序。
公开号为CN 103146894A，申请日为2013.06.12，名称为“一种凿岩钎杆用95CrMo钢的感应退火工艺”的中国专利文献公开了一种95CrMo中空钢的退火工艺。该工艺采用感应退火处理，适用于车削或钻孔的95CrMo的退火，是中空钢后续工序中的一种预备热处理工艺。
本发明全程控温轧制，通过控制加热炉温度和时间，实现对钢坯的奥氏体化，保证钢坯头尾的温度差＜30℃同时，防止晶粒异常长大，细化组织。粗轧采用横列式轧机，控制轧制温度，保证在再结晶区间的下限温度轧制，细化变形奥氏体晶粒。进连轧机组后，采取控温轧制，保证低温轧制，细化珠光体球团。轧后控冷采取快速水冷+缓冷的双冷却措施，快速冷却保证网状碳化物减轻，保证相变组织的片层间距和珠光体团尺寸，缓冷是为了释放低温轧制和快冷带来的组织应力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高95CrMo中空钢塑性的控制方法，达到或接近正火处理性能，解决了中空钢塑性低，缺口敏感性大等问题。从而提高钎具的凿岩寿命，适用于企业大规模生产综合性能优良的中空钢。
一种提高95CrMo中空钢塑性的控制方法，包括电炉冶炼、LF炉精炼、连铸、中心孔钻孔后装芯材、加热炉加热、轧制和控制冷却等步骤，具体步骤及参数如下：
1)轧制：加热炉均热段控制温度为1100-1170℃，出加热炉开轧温度为1000℃-1050℃，粗轧六道次采用横列式轧制，连轧机入口温度为930-970℃，入连轧机前钢坯表面无明显氧化铁皮，之后采取控温轧制以防止控制晶粒异常长大，精轧入口温度为830-860℃；
2)控制冷却：精轧后采用水冷-回复-水冷-回复进行水冷冷却处理，抑制网状碳化物析出，控制珠光体片层间距，上冷床后加盖保温罩缓冷，释放组织应力，上冷床温度为700-780℃，下冷床温度大于400℃。
步骤1)中所述的控温轧制为预精轧入口到精轧入口的冷却速度为5-10℃/s；
步骤2)中所述的水冷冷却处理的冷却速度为10-30℃/s，缓冷的冷却速度为1-3℃/s。
本发明的优点在于：
1、依托现有的产线设备，在不改变现有设备布置的前提下，巧妙利用横列式+半连续轧机的布置组合，连轧实现控温轧制，精轧可达到低温轧制的效果；
2、通过低温轧制、轧后控制冷却技术使得原始奥氏体晶粒及珠光体团细化，达到提高95CrMo中空钢延伸率、增加强韧性、降低缺口敏感性的目的，从而提高中空钢的凿岩寿命。
附图说明
图1为95CrMo中空钢横截面1000X显微组织形貌图。
图2为95CrMo中空钢横截面8000X珠光体片间距形貌图。
图3为95CrMo中空钢横截面500X晶粒度形貌图。
具体实施方式
实施例1
将电炉冶炼、LF精炼连铸出的方坯中心钻孔后装芯材、然后通过加热炉加热、轧制、控制冷却等步骤轧制成六角中空钢棒材。1)轧制：开轧温度为1025℃，粗轧采用横列式轧机轧制六道次，连轧机入口温度为950℃。入精轧机前钢坯表面光亮，无明显黑斑。精轧入温度为845℃，获得细珠光体团尺寸。2)控制冷却：精轧后至上冷床前采用水冷-回复五段控制，冷却速度为20℃/s，减轻网状碳化物，细化珠光体片间距，上冷床温度750℃。上冷床加盖保温罩，冷床上棒材的冷却速度为2℃/s，降低棒材内应力。
实施例2
将电炉冶炼、LF精炼连铸出的方坯中心孔钻孔后装芯材、然后通过加热炉加热、轧制、控制冷却等步骤轧制成六角中空钢棒材。1)轧制：开轧温度为1005℃，粗轧采用横列式轧机轧制六道次，连轧机入口温度为935℃。入精轧机前钢坯表面光亮，无明显黑斑。精轧入口温度为835℃，获得细珠光体团尺寸，精轧后至上冷床前采用水冷-回复五段控制，冷却速度为10℃/s，减轻网状碳化物，细化珠光体片间距，上冷床温度720℃。上冷床加盖保温罩，冷床上棒材的冷却速度为1℃/s，降低棒材内应力。
实施例3
将电炉冶炼、LF精炼连铸出的方坯中心孔钻孔后装芯材、然后通过加热炉加热、轧制、控制冷却等步骤轧制成六角中空钢棒材。1)轧制：开轧温度为1045℃，粗轧采用横列式轧机轧制六道次，连轧机入口温度为965℃。入精轧机前钢坯表面光亮，无明显黑斑。精轧入口温度为855℃，获得细珠光体团尺寸。2)控制冷却：精轧后至上冷床前采用水冷-回复五段控制，冷却速度为25℃/s，减轻网状碳化物，细化珠光体片间距，上冷床温度780℃。上冷床加盖简易保温罩，冷床上棒材的冷却速度为2.5℃/s，降低棒材内应力。
实施例1、实施例2、实施例3轧制的95CrMo中空钢各取2支试样进行检验，试样力学性能和延伸率见表1所示。显微组织为细片状珠光体+极少量网状碳化物，见图1所示；珠光体片间距形貌见图2所示；晶粒度为8.5级见图3所示。
表1 95CrMo中空钢力学性能
| 编号 | R<sub>m</sub>/MPa | A/％ |
| 1 | 1228 | 13.0 |
| 2 | 1240 | 11.5 |
| 3 | 1253 | 11.5 |
| 4 | 1230 | 10.0 |
| 5 | 1247 | 11.0 |
| 6 | 1250 | 11.5 |
Claims (3)
1.一种提高95CrMo中空钢塑性的控制方法，包括电炉冶炼、LF炉精炼、
连铸、中心孔钻孔后装芯材、加热炉加热、轧制和控制冷却步骤，其特征在于，具体步骤及参数如下：
1)轧制：加热炉均热段控制温度为1100-1170℃，出加热炉开轧温度为1000℃-1050℃，粗轧六道次采用横列式轧制，连轧机入口温度为930-970℃，入连轧机前钢坯表面无明显氧化铁皮，之后采取控温轧制防止控制晶粒异常长大，精轧入口温度为830-860℃；
2)控制冷却：精轧后采用水冷-回复-水冷-回复进行水冷冷却处理，抑制网状碳化物析出，控制珠光体片层间距，上冷床后加盖保温罩缓冷，释放组织应力，上冷床温度为700-780℃，下冷床温度大于400℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述的控温轧制为预精轧入口到精轧入口的冷却速度为5-10℃/s。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述的水冷冷却处理的冷却速度为10-30℃/s，缓冷的冷却速度为1-3℃/s。
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| JP2002102921A (ja) * | 2000-10-03 | 2002-04-09 | Nachi Fujikoshi Corp | 中空鋼又は中空丸鋼の製造方法 |
| CN102430574A (zh) * | 2011-10-28 | 2012-05-02 | 首钢贵阳特殊钢有限责任公司 | 一种钎具用中空钢的轧制工艺 |
| CN103555913A (zh) * | 2013-11-07 | 2014-02-05 | 首钢总公司 | 一种提高轴承钢盘条塑性的控制方法 |
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