CN109306432A - 一种双金属锯条背材用冷轧带钢及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于合金工具钢技术领域，尤其涉及一种双金属锯条背材用冷轧带钢及其制造方法。本发明提供的一种双金属锯条背材用冷轧带钢制造方法，包括以下步骤：热轧钢卷经软化退火、酸洗、全氢罩式炉球化退火、单机架可逆式冷轧机冷轧、抛光机组砂布抛光、全氢罩式炉退火、平整，得到成品；本发明基于普钢生产设备，解决表面脱碳与表层晶界氧化，退火还原的海绵铁难以酸洗，平直度控制不良等问题，实现高质量的低成本生产；所述双金属锯条背材用冷轧带钢，铁素体平均晶粒尺寸为4～4.5μm，渗碳体尺寸为0.3μm以下，球化率95％以上；平均硬度为256～280HV；无半脱碳层，无晶界氧化层；宽度方向平直度为不超过宽度的0.5％。

Description

一种双金属锯条背材用冷轧带钢及其制造方法
技术领域
本发明属于合金工具钢技术领域，尤其涉及一种双金属锯条背材用冷轧带钢及其制造方法。
背景技术
双金属锯条是目前工具机械行业的一种高效、先进的切割工具，它由背材和齿材复合而成，背材的主要材质为D6A、X32、RM80。
在双金属锯条背材用钢的热轧卷生产及其表面氧化物的去除方面，一般采用的设备比较先进：比如采用钢卷保温坑控制热轧卷下线后的冷却速率，以便于控制组织类型，降低硬度，在不退火的条件下进行开卷酸洗或机械除鳞；而在热轧卷氧化铁皮的去除方面，采用先进的机械除鳞设备，避免了热轧卷带氧化铁皮退火导致的表面脱碳和表层晶界氧化，也避免了常规酸洗时难以去除退火后海绵铁皮的问题；但是此工艺对装备的要求高、生产成本也高。
目前，普钢产线已经开发出宽幅的双金属锯条背材用热轧钢卷，但是其应用受制于普钢的设备条件，热轧钢卷下线后只能采用缓冷坑缓冷，因缺少保温坑来控制冷却，得到的热轧卷显微组织为马氏体组织，不能进行开卷加工。为顺利进行后续加工，需要先对热轧卷软化或球化退火，而热轧卷带氧化铁皮退火时会带来表面脱碳与表层晶界氧化，以及表层形成难以在后续酸洗去除的海绵铁皮等问题；普钢产线所采用的平整设备精度不高，控制系统的模型落后，导致双金属锯条背材用冷轧带钢的平直度不高，这种冷轧带钢的平直度会对后续的使用产生极大影响。
因此，开发一种可以解决表面脱碳与表层晶界氧化、退火还原的海绵铁难以酸洗、平直度控制不良等问题，实现高质量的低成本双金属锯条背材用冷轧带钢的生产工艺非常有意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双金属锯条背材用冷轧带钢的制造方法，其目的是基于普钢生产设备，解决表面脱碳与表层晶界氧化，退火还原的海绵铁难以酸洗，平直度控制不良等问题，实现高质量的低成本生产。
为实现上述发明目的，本发明实施例一方面提供了一种双金属锯条背材用冷轧带钢的制造方法，包括以下步骤：热轧钢卷经软化退火、酸洗、全氢罩式炉球化退火、单机架可逆式冷轧机冷轧、抛光机组砂布抛光、全氢罩式炉退火、平整，得到成品；
其中，所述双金属锯条背材用冷轧带钢，包括以下化学组成及其重量百分数为：C0.45％～0.55％，Si 0.05％～0.30％，Mn 0.6％～1.0％，P≤0.025％，S≤0.010％，Cr0.9％～1.20％，V 0.08％～0.15％，Ni 0.50％～0.70％，Mo 0.90％～1.20％，Al 0.05％～0.10％，N 0.007％～0.015％，余量为Fe及不可避免的杂质。
优选地，所述软化退火的步骤具体为：软化退火的温度为640～680℃，保温时间为10h。
优选地，所述全氢罩式炉球化退火的步骤具体为：全氢罩式炉球化退火的温度为720～750℃，保温时间为15～22h。
优选地，单机架可逆式冷轧机冷轧和全氢罩式炉中间退火的步骤，重复至少一次。
优选地，所述单机架可逆式冷轧机冷轧的每轧程压下率为20％～30％。
优选地，所述全氢罩式炉中间退火的温度为650～720℃，中间退火的保温时间为15～22h。
优选地，所述单机架可逆式冷轧机冷轧和最终退火包括，所述双金属锯条背材用冷轧带钢冷轧至大于成品厚度0.1～0.2mm，带压下平整至成品厚度，最终退火，最终退火的温度为700℃，最终退火的保温时间为15～18h；最终退火后进行零压下平整。
优选地，所述热轧钢卷为窄带钢卷或宽带钢卷，当热轧钢卷为宽带钢卷时，酸洗后将宽带钢卷分成窄带钢。
优选地，所述双金属锯条背材用冷轧带钢，包括以下化学组成及其重量百分数为：C:0.46％～0.52％，Si:0.10％～0.25％，Mn:0.7％～0.8％，P≤0.025％，S≤0.010％，Cr:1.0％～1.10％，V:0.10％～0.13％，Ni:0.60％～0.70％，Mo:1.00％～1.20％，Al:0.06％～0.09％，N:0.01％～0.015％，余量为Fe及不可避免的杂质。
另一方面，本发明实施例提供了一种双金属锯条背材用冷轧带钢，所述双金属锯条背材用冷轧带钢由上述制造方法制备得到。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明实施例所述双金属锯条背材用冷轧带钢的制造方法，通过软化和球化两步法退火、常规酸洗、单机架可逆式冷轧、全氢罩式炉退火、抛光机组砂布抛光和平整机组平整工艺，基于现有普钢生产设备，解决了表面脱碳与表层晶界氧化，退火还原的海绵铁难以酸洗，平直度控制不良等问题，实现了高质量的低成本生产。
本发明实施例所制造生产的双金属锯条背材用冷轧带钢，显微组织为细晶铁素体和渗碳体，铁素体平均晶粒尺寸为4～4.5μm，渗碳体尺寸为0.3μm以下，球化率95％以上；平均硬度为256～280HV；无半脱碳层，无晶界氧化层；宽度方向平直度为不超过宽度的0.5％。
本发明实施例采用N的含量为0.007％～0.015％，N与V复合起到细化晶粒和沉淀硬化的作用；Al的含量为0.05％～0.10％，高Al含量，利于深脱氧，同时具有细晶作用。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一方面，本发明实施例提出了一种双金属锯条背材用冷轧带钢的制造方法，包括以下步骤：热轧钢卷经软化退火、酸洗、全氢罩式炉球化退火、单机架可逆式冷轧机冷轧、抛光机组砂布抛光、全氢罩式炉退火、平整，得到成品；
本发明实施例通过软化和球化两步退火、常规酸洗线酸洗、冷轧、中间退火、抛光机组砂布抛光、带压下平整、最终退火、零压下平整。热轧钢卷先采用较低温度和较短的时间进行软化退火，其目的是降低硬度便于后续开卷，同时控制表面氢气还原海绵铁的形成，然后酸洗。接着进行全氢罩式炉球化退火，球化退火的目的是大幅度降低硬度，改善带钢加工性能。球化退火后，进行单机架可逆式冷轧机冷轧，冷轧后进行全氢罩式炉中间退火，然后再继续冷轧和中间退火。按常规的冷轧窄带钢工艺，根据轧机负荷进行反复冷轧和中间退火。在最后一轧程冷轧前，带钢上抛光机组砂布抛光，其目的是除去退火过程中产生的表面脱碳层和晶界氧化层。然后冷轧至厚度为成品厚度+0.1～0.2mm的规格，此后进行带压下平整、最终退火、零压下平整，得到成品。采用带压下平整、最终退火、零压下平整的组合工艺能极大改善钢带的平直度。
其中，所述双金属锯条背材用冷轧带钢，包括以下化学组成及其重量百分数为：C0.45％～0.55％，Si 0.05％～0.30％，Mn 0.6％～1.0％，P≤0.025％，S≤0.010％，Cr0.9％～1.20％，V 0.08％～0.15％，Ni 0.50％～0.70％，Mo 0.90％～1.20％，Al 0.05％～0.10％，N 0.007％～0.015％，余量为Fe及不可避免的杂质。
本发明实施例，本发明实施方式的轧制负荷小，显著降低了生产难度和生产成本。
本发明例所制造生产的双金属锯条背材用冷轧带钢，显微组织为细晶铁素体和渗碳体，铁素体平均晶粒尺寸为4～4.5μm，渗碳体尺寸为0.3μm以下，球化率95％以上；平均硬度为256～280HV；无半脱碳层，无晶界氧化层；宽度方向平直度为不超过宽度的0.5％。
本发明实施例采用N的含量为0.007％～0.015％，N与V复合起到细化晶粒和沉淀硬化的作用；Al的含量为0.05％～0.10％，高Al含量，利于深脱氧，同时具有细晶作用。
本发明实施例中，通过调整制造方法的工艺参数，控制最终的双金属锯条背材用冷轧带钢的产品性能。
所述软化退火的步骤具体为：所述软化退火的温度为640～680℃，软化退火的保温时间为10h。
所述全氢罩式炉球化退火的步骤具体为：所述全氢罩式炉球化退火的温度为720～750℃，全氢罩式炉球化退火的保温时间为15～22h。
单机架可逆式冷轧机冷轧和全氢罩式炉中间退火的步骤，重复至少一次。
所述单机架可逆式冷轧机冷轧的每轧程压下率为20％～30％。
所述全氢罩式炉中间退火的温度为650～720℃，中间退火的保温时间为15～22h。
根据成品双金属锯条背材用冷轧带钢的厚度大小，调整单机架可逆式冷轧机冷轧和全氢罩式炉中间退火步骤的重复次数；
所述抛光机组砂布抛光的步骤具体为：研磨抛光，使所述双金属锯条背材用冷轧带钢露出白色基底。
所述单机架可逆式冷轧机冷轧和最终退火包括，所述双金属锯条背材用冷轧带钢冷轧至大于成品厚度0.1～0.2mm，带压下平整至成品厚度，最终退火，最终退火的温度为700℃，最终退火的保温时间为15～18h；最终退火后进行零压下平整。
本发明上述各实施例中，所需的设备均为普钢生产中常用的生产设备，本发明所设定的软化退火温度、球化退火温度、冷轧工艺参数、中间退火温度和时间、最终退火的工艺参数均容易实现，所述双金属锯条背材用冷轧带钢的制造方法可操作性强，实用价值高。
作为本发明的具体实施例中，所述热轧钢卷为窄带钢卷或宽带钢卷，当热轧钢卷为宽带钢卷时，酸洗后将宽带钢卷分成窄带钢。
本发明上述各实施例中，所述双金属锯条背材用冷轧带钢，可以包括以下化学组成及其重量百分数为：C:0.46％～0.52％，Si:0.10％～0.25％，Mn:0.7％～0.8％，P≤0.025％，S≤0.010％，Cr:1.0％～1.10％，V:0.10％～0.13％，Ni:0.60％～0.70％，Mo:1.00％～1.20％，Al:0.06％～0.09％，N:0.01％～0.015％，余量为Fe及不可避免的杂质。进一步通过高Al含量，利于深脱氧，同时具有细晶作用。
本发明上述各实施例中，所述热轧钢卷的厚度2.0～5.0mm，热轧钢卷的宽度为200～1500mm。
本发明上述各实施例中，所述热轧钢卷可以为D6A钢，所述D6A钢为45CrNiMoV钢；本发明上述各实施方式中，所述双金属锯条背材用冷轧带钢可以为双金属锯条背材用D6A冷轧带钢。
另一方面，本发明实施例提供了一种双金属锯条背材用冷轧带钢，所述双金属锯条背材用冷轧带钢由上述制造方法制备得到。
下面结合具体实施例进行说明。
实施例1
一种双金属锯条背材用冷轧带钢的制造方法，包括以下步骤：
采用D6A热轧宽带钢卷为原料，钢卷的化学成分及其重量百分数为，C：0.498％，Si：0.124％，Mn：0.877％，P：0.012％，S：0.003％，Cr：1.064％，V：0.135％，Ni：0.607％，Mo：1.054％，Al：0.093％，N：0.014％，余量为Fe及其不可避免的杂质；所述D6A热轧宽带钢卷的厚度为3mm，宽度为1370mm。
将所述D6A热轧宽带钢卷在全氢罩式炉中进行680℃软化退火，软化退火的保温时间为12h，然后在推拉式酸洗线进行0.8～1.5m/s慢速酸洗。
酸洗后，所述D6A热轧宽带钢卷在纵剪线分条成3卷455mm卷的窄带钢，然后在全氢罩式退火炉内球化退火，退火温度为730℃，退火保温时间为20h，此时窄带钢的硬度为HRC25度以下，其中HRC为洛氏硬度。
将窄带钢在650mm的AGC单机架可逆式冷轧机上进行第一次轧制，轧至窄带钢的厚度为2.2mm，然后在全氢罩式炉进行中间退火，退火温度为700℃，退火保温时间为18h。
将窄带钢在650mm的AGC单机架可逆式冷轧机上进行第二次轧制，轧至窄带钢的厚度为1.5mm，然后在全氢罩式炉进行中间退火，退火温度为700℃，退火保温时间为18h。
将窄带钢在650mm的AGC单机架可逆式冷轧机上进行第三次轧制，轧至窄带钢的厚度为1.05mm，然后在全氢罩式炉中进行最终退火，退火温度为700℃，退火保温时间为18h。
最终退火后，窄带钢在抛光机组上进行砂布研磨抛光，使窄带钢露出白色基底；继续在单机架可逆式冷轧机上进行轧制，轧至窄带钢的厚度为0.95mm，纵剪成27.5mm宽窄带卷，窄带卷上平整机平整成0.93mm的成品。
按照实施例1所述的制造方法生产的双金属锯条背材用冷轧带钢，显微组织为细晶铁素体和渗碳体，铁素体平均晶粒尺寸为4μm，渗碳体尺寸为0.3μm以下，球化率为95％；平均硬度为256HV；无半脱碳层，无晶界氧化层；宽度方向的平直度为0.03mm。
实施例2
一种双金属锯条背材用冷轧带钢的制造方法，包括以下步骤：
采用D6A热轧宽带钢卷为原料，钢卷的化学成分及其重量百分数为，C：0.502％，Si：0.135％，Mn：0.853％，P：0.010％，S：0.003％，Cr：1.102％，V：0.129％，Ni：0.611％，Mo：1.026％，Al：0.087％，N：0.012％，余量为Fe及其不可避免的杂质；所述D6A热轧宽带钢卷的厚度为3mm，宽度为1250mm。
将所述D6A热轧宽带钢卷在全氢罩式炉中进行680℃软化退火，软化退火的保温时间为12h，然后在推拉式酸洗线进行0.8～1.5m/s慢速酸洗。
酸洗后，所述D6A热轧宽带钢卷在纵剪线分条成3卷415mm宽的窄带钢，然后在全氢罩式退火炉内球化退火，退火温度为730℃，退火保温时间为20h，此时窄带钢的硬度为HRC23度以下。
将窄带钢在650mm的AGC单机架可逆式冷轧机上进行第一次轧制，轧至窄带钢的厚度为2.2mm，然后在全氢罩式炉进行中间退火，退火温度为700℃，退火保温时间为18h。
将窄带钢在650mm的AGC单机架可逆式冷轧机上进行第二次轧制，轧至窄带钢的厚度为1.4mm，然后在全氢罩式炉中进行最终退火，退火温度为700℃，退火保温时间为18h。
最终退火后，窄带钢在抛光机组上进行砂布研磨抛光，使窄带钢露出白色基底；继续在单机架可逆式冷轧机上进行轧制，轧至窄带钢的厚度为1.35mm，纵剪成41.5mm宽窄带卷，窄带卷上平整机平整成1.33mm的成品。
按照实施例2所述的制造方法生产的双金属锯条背材用冷轧带钢，显微组织为细晶铁素体和渗碳体，铁素体平均晶粒尺寸为4.5μm，渗碳体尺寸为0.3μm以下，球化率为95％；平均硬度为277HV；无半脱碳层，无晶界氧化层；宽度方向的平直度为0.02mm。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双金属锯条背材用冷轧带钢的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：热轧钢卷经软化退火、酸洗、全氢罩式炉球化退火、单机架可逆式冷轧机冷轧、抛光机组砂布抛光、全氢罩式炉退火、平整，得到成品；
其中，所述双金属锯条背材用冷轧带钢，包括以下化学组成及其重量百分数为：C0.45％～0.55％，Si 0.05％～0.30％，Mn 0.6％～1.0％，P≤0.025％，S≤0.010％，Cr0.9％～1.20％，V 0.08％～0.15％，Ni 0.50％～0.70％，Mo 0.90％～1.20％，Al 0.05％～0.10％，N 0.007％～0.015％，余量为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的双金属锯条背材用冷轧带钢的制造方法，其特征在于，所述软化退火的步骤具体为：所述软化退火的温度为640～680℃，软化退火的保温时间为10h。
3.根据权利要求1所述的双金属锯条背材用冷轧带钢的制造方法，其特征在于，所述全氢罩式炉球化退火的步骤具体为：所述全氢罩式炉球化退火的温度为720～750℃，全氢罩式炉球化退火的保温时间为15～22h。
4.根据权利要求1所述的双金属锯条背材用冷轧带钢的制造方法，其特征在于，单机架可逆式冷轧机冷轧和全氢罩式炉中间退火的步骤，重复至少一次。
5.根据权利要求3所述的双金属锯条背材用冷轧带钢的制造方法，其特征在于，所述单机架可逆式冷轧机冷轧的每轧程压下率为20％～30％。
6.根据权利要求3所述的双金属锯条背材用冷轧带钢的制造方法，其特征在于，所述全氢罩式炉中间退火的温度为650～720℃，中间退火的保温时间为15～22h。
7.根据权利要求1所述的双金属锯条背材用冷轧带钢的制造方法，其特征在于，所述单机架可逆式冷轧机冷轧和最终退火包括，所述双金属锯条背材用冷轧带钢冷轧至大于成品厚度0.1～0.2mm，带压下平整至成品厚度，最终退火，最终退火的温度为700℃，最终退火的保温时间为15～18h；最终退火后进行零压下平整。
8.根据权利要求1所述的双金属锯条背材用冷轧带钢的制造方法，其特征在于，所述热轧钢卷为窄带钢卷或宽带钢卷，当热轧钢卷为宽带钢卷时，酸洗后将宽带钢卷分成窄带钢。
9.根据权利要求1所述的双金属锯条背材用冷轧带钢的制造方法，其特征在于，所述双金属锯条背材用冷轧带钢，包括以下化学组成及其重量百分数为：C:0.46％～0.52％，Si:0.10％～0.25％，Mn:0.7％～0.8％，P≤0.025％，S≤0.010％，Cr:1.0％～1.10％，V:0.10％～0.13％，Ni:0.60％～0.70％，Mo:1.00％～1.20％，Al:0.06％～0.09％，N:0.01％～0.015％，余量为Fe及不可避免的杂质。
10.一种双金属锯条背材用冷轧带钢，其特征在于，所述双金属锯条背材用冷轧带钢由权利要求1～9所述的制造方法制备得到。
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