CN109680131A

CN109680131A - 一种高速钢钢丝的退火保护方法

Info

Publication number: CN109680131A
Application number: CN201910151533.2A
Authority: CN
Inventors: 王建华
Original assignee: Shijiazhuang Jinfeng Special Steel Products Co Ltd
Current assignee: Shijiazhuang Jinfeng Special Steel Products Co Ltd
Priority date: 2019-02-28
Filing date: 2019-02-28
Publication date: 2019-04-26

Abstract

本发明公开了一种高速钢钢丝的退火保护方法，包括以下步骤：（1）将盘状钢丝放入退火罐内，并向退火罐中装入保护剂；盖住罐盖，在退火罐上与罐盖接触的密封槽内均匀填充密封材料后吊入退火炉体内；（2）将退火罐加热升温至650～750℃后，盖住大盖，继续升温至840～860℃，保温；（3）保温后，对退火罐进行降温，结束后再吊出钢丝即可；本发明在达到降低钢丝硬度的同时，还保证高速钢钢丝在普通井式电退火炉退火中少氧化不脱碳，操作简单，生产成本低。

Description

一种高速钢钢丝的退火保护方法

技术领域

本发明属于金属热处理技术领域，具体涉及一种高速钢钢丝的退火保护方法。

背景技术

目前，高速钢钢丝在拉拔后，钢丝硬度会增加，不利于后续机械加工处理的进行，为了降低高速钢丝在机械加工处理前的硬度，降低内应力，一般在机械加工处理前，在退火炉内进行退火热处理，降低钢丝硬度方能进行后续的再拉拔或机加工等操作。

专利CN100535170C公开了一种高速工具钢冷拉钢丝成品退火方法，包括如下步骤：1)高速工具钢冷拉钢丝盘圆的成分质量百分比为：C 0.80～0.90、Mn≤0.40、Si≤0.40、Cr 3.80～4.40、V 1.75～2.20、W 5.50～6.75、Mo 4.50～5.50、P≤0.030、S≤0.030、其余为铁；2)成品退火，将盘圆装入强对流退火炉中，加盖加热罩，进行氮气吹扫，用氮气置换炉内空气；退火过程中采用氮气进行气氛保护；3)随炉升温到710～750℃保温4～8小时，随后以≤30℃/h的冷却速度缓冷到650℃以下温度后，移去加热罩；4)盖上冷却罩，以快于100℃/h的冷却速度冷却到140℃以下温度出炉。本发明退火效率高，大幅度降低能耗；但本技术方案中需要通入氮气置换空气，以保证退火炉内的含氧量在一定的范围内，该操作对退火炉装置的要求较高，且氮气的使用量相对较大，无形之中增加了生产成本。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提出一种高速钢钢丝的退火保护方法，采用高速钢或合金钢钢材在生产刀具时车削加工产生的钢屑作为罐内保护剂，将高速钢或合金钢钢材在生产刀具时磨床砂轮磨削加工产生的钢末作为退火罐密封材料，在达到降低钢丝硬度的同时，还保证高速钢钢丝在普通井式电退火炉退火中少氧化不脱碳。

本发明所提供的技术解决方案为：

一种高速钢钢丝的退火保护方法，包括以下步骤：

（1）将拉拔后的盘状钢丝放入退火罐内，并向退火罐中装入保护剂；盖住罐盖，在退火罐上与罐盖接触的密封槽内均匀填充密封材料，砸实后将退火罐吊入退火炉体内；

（2）接通电源为退火罐加热升温至650～750℃后，将退火炉炉体大盖盖住，继续升温至840～860℃，保温；

（3）保温结束后，对退火罐进行降温，分三个阶段，第一阶段：6～7h内将退火罐内的温度降至740～750℃；第二阶段：5～6h内将退火罐内的温度降至500～550℃；第三阶段：从退火炉体内吊出退火罐，入缓冷井内冷却，8～10h内将退火罐的温度降至140～150℃；再吊出钢丝即可。

优选地，步骤（1）中的保护剂为采用高速钢或合金钢钢材在生产刀具时车削加工产生的钢屑。

优选地，所述钢屑为含有合金元素的C、Fe、W、Mo、Cr和V的金属。

优选地，退火炉内氧气的含量为4～5%，添加保护剂的量为50～60kg。

优选地，步骤（1）中，所述填充密封材料为高速钢或合金钢钢材在生产刀具时磨床砂轮磨削加工产生的钢末。

更优选地，所述钢末为细小的砂轮颗粒和金属颗粒的混合粉末，其颗粒大小为60～100目。

更优选地，所述金属颗粒中含有合金元素C、Fe、W、Mo、Cr和V。

更优选地，金属颗粒的含量为80%以上。

优选地，步骤（2）中的保温时间为4～5h。

优选地，所述退火炉为普通井式电退火炉。

与现有技术相比，本发明具有以下技术优势：

（1）本发明中的钢屑是含有C、Fe、W、Mo、Cr和V等合金元素的金属，随着加热温度的升高，由于钢屑之间疏松，金属界面面积大，与退火罐内中的氧气发生反应，消耗掉退火罐内氧气，使退火罐内的氧含量低于5%，减少高速钢钢丝在高温下氧化反应发生；

（2）当退火罐内的温度逐渐下降时，罐内大气压力逐渐低于外界大气压力，此时的外界空气将通过罐盖密封槽缝隙进入退火罐内，本发明在密封槽内填充的高速钢或合金钢钢的钢末为一种比沙子粒度更细小的粉末物，密封效果比沙子优良，可防止外界空气进入退火罐内；同时，钢末与在高温下欲通过密封槽进入退火罐的空气发生氧化反应，以保证退火罐内氧含量低于5%，减少高速钢钢丝在高温下氧化反应发生；

（3）本发明利用生产过程中所使用的钢屑和钢末均为工业生产中的下脚料，生产成本大大减低，由于高速钢或合金钢的钢屑表面有切削加工后残留一定量的油，油在加热中产生还原性保护气氛，保护钢丝表面不脱碳，因此，本发明在保证高速钢钢丝在普通井式电退火炉退火中少氧化不脱碳的同时，对退火炉的整体配置要求也较低，一般的退火炉即可使用，无需进行特殊结构的设置。

附图说明

图1为本发明中钢屑添加量与退火罐内含氧量的关系图。

具体实施方式

先结合具体实施例对本发明做进一步的说明。

本发明中的所使用的普通井式电退火炉由炉体、退火罐以及温度控制系统组成，炉体一般安装在地面以下的地坑内，炉体上设有加热元件和温度测量仪器，退火罐由罐体和罐盖组成，高速钢钢丝装在退火罐内，退火罐吊入炉体后，炉体上部设有一个大炉盖。其中，炉体的尺寸为φ1600*2500，退火罐的尺寸为φ1200*1900，地坑的尺寸为：长2400*宽2400*深度2500；高速钢钢丝的钢种为W6Mo5Cr4V2（M2），当M2钢丝规格≥φ5mm 退火硬度≤HB255；M2钢丝规格＜φ5mm 退火硬度≤HV269；装钢屑的铁桶采用不锈钢材质，其直径为φ700mm，高为1000mm。

实施例1

一种高速钢钢丝的退火保护方法，包括以下步骤：

（1）在钢丝退火前，检查普通井式电退火炉运行正常，退火罐无漏气后，将拉拔后的盘状钢丝放入退火罐内；在一个侧面分布小孔的铁桶内装入50kg的高速钢钢材在生产刀具时车削加工产生的钢屑，沿盘丝内径孔放入退火罐底部；盖住罐盖，在退火罐上与罐盖接触的密封槽内均匀填充高速钢钢材在生产刀具时磨床砂轮磨削加工产生的钢末，砸实后将退火罐吊入退火炉体内；其中，钢末为细小的砂轮颗粒和金属颗粒的混合粉末，其颗粒大小为60目，金属颗粒的含量为80%，其中含有合金元素C、Fe、W、Mo、Cr和V；钢屑是含有C、Fe、W、Mo、Cr和V等合金元素的金属；

（2）接通电源为退火罐加热升温，升温速率为90℃/h，升至650℃后，将普通井式电退火炉炉体大盖盖住，4h内快速升温至840℃，保温4h；

（3）保温结束后，对退火罐进行降温，分三个阶段，第一阶段：6h内将退火罐内的温度降至740℃；第二阶段：5h内将退火罐内的温度降至500℃；第三阶段：从普通井式电退火炉体内吊出退火罐，入缓冷井内冷却，8h内将退火罐的温度降至150℃再吊出钢丝即可。

实施例2

一种高速钢钢丝的退火保护方法，包括以下步骤：

（1）在钢丝退火前，检查普通井式电退火炉运行正常，退火罐无漏气后，将拉拔后的盘状钢丝放入退火罐内；在一个侧面分布小孔的铁桶内装入55kg的合金钢钢材在生产刀具时车削加工产生的钢屑，沿盘丝内径孔放入退火罐底部；盖住罐盖，在退火罐上与罐盖接触的密封槽内均匀填充合金钢钢材在生产刀具时磨床砂轮磨削加工产生的钢末，砸实后将退火罐吊入退火炉体内；其中，钢末为细小的砂轮颗粒和金属颗粒的混合粉末，其颗粒大小为70目，金属颗粒的含量为81%，其当中含有合金元素C、Fe、W、Mo、Cr和V；钢屑是含有C、Fe、W、Mo、Cr和V等合金元素的金属；

（2）接通电源为退火罐加热升温，升温速率为95℃/h，升至700℃后，将普通井式电退火炉炉体大盖盖住，4.5h内快速升温至850℃，保温4.5h；

（3）保温结束后，对退火罐进行降温，分三个阶段，第一阶段：6.5h内将退火罐内的温度降至745℃；第二阶段：5.5h内将退火罐内的温度降至520℃；第三阶段：从普通井式电退火炉体内吊出退火罐，入缓冷井内冷却，9h内将退火罐的温度降至145℃，再吊出钢丝即可。

实施例3

一种高速钢钢丝的退火保护方法，包括以下步骤：

（1）在钢丝退火前，检查普通井式电退火炉运行正常，退火罐无漏气后，将拉拔后的盘状钢丝放入退火罐内；在一个侧面分布小孔的铁桶内装入60kg的高速钢钢材在生产刀具时车削加工产生的钢屑，沿盘丝内径孔放入退火罐底部；盖住罐盖，在退火罐上与罐盖接触的密封槽内均匀填充高速钢钢材在生产刀具时磨床砂轮磨削加工产生的钢末，砸实后将退火罐吊入退火炉体内；其中，钢末为细小的砂轮颗粒和金属颗粒的混合粉末，其颗粒大小为100目，金属颗粒的含量为85%，其当中含有合金元素C、Fe、W、Mo、Cr和V；钢屑是含有C、Fe、W、Mo、Cr和V等合金元素的金属；

（2）接通电源为退火罐加热升温，升温速率为100℃/h，升至750℃后，将普通井式电退火炉炉体大盖盖住，5h内快速升温至860℃，保温5h；

（3）保温结束后，对退火罐进行降温，分三个阶段，第一阶段：7h内将退火罐内的温度降至750℃；第二阶段：6h内将退火罐内的温度降至550℃；第三阶段：从普通井式电退火炉体内吊出退火罐，入缓冷井内冷却，10h内将退火罐的温度降至140℃，再吊出钢丝即可。

另外，本发明中钢屑的添加量，发明人开展了一系列的实验，所得结果如图1所示，在退火炉装炉量为1.5～1.8吨的条件下，当钢屑的添加量增至50kg后，退火炉内的含氧量趋于稳定，故本发明中钢屑的添加量设定为50～60kg。

Claims

1.一种高速钢钢丝的退火保护方法，其特征在于包括以下步骤：

（3）保温结束后，对退火罐进行降温，分三个阶段，第一阶段：6～7h内将退火罐内的温度降至740～750℃；第二阶段：5～6h内将退火罐内的温度降至500～550℃；第三阶段：从退火炉体内吊出退火罐，入缓冷井内冷却，8～10h内将退火罐的温度降至140～150℃，再吊出钢丝即可。

2.根据权利要求1所述的一种高速钢钢丝的退火保护方法，其特征在于：步骤（1）中的保护剂为采用高速钢或合金钢钢材在生产刀具时车削加工产生的钢屑。

3.根据权利要求2所述的一种高速钢钢丝的退火保护方法，其特征在于：所述钢屑为含有合金元素的C、Fe、W、Mo、Cr和V的金属。

4.根据权利要求1所述的一种高速钢钢丝的退火保护方法，其特征在于：退火炉内氧气的含量为4～5%，添加保护剂的量为50～60kg。

5.根据权利要求1所述的一种高速钢钢丝的退火保护方法，其特征在于：步骤（1）中，所述密封材料为高速钢或合金钢钢材在生产刀具时磨床砂轮磨削加工产生的钢末。

6.根据权利要求5所述的一种高速钢钢丝的退火保护方法，其特征在于：所述钢末为细小的砂轮颗粒和金属颗粒的混合粉末，其颗粒大小为60～100目。

7.根据权利要求6所述的一种高速钢钢丝的退火保护方法，其特征在于：所述金属颗粒中含有合金元素C、Fe、W、Mo、Cr和V。

8.根据权利要求7所述的一种高速钢钢丝的退火保护方法，其特征在于：金属颗粒的含量为80%以上。

9.根据权利要求1所述的一种高速钢钢丝的退火保护方法，其特征在于：步骤（2）中的保温时间为4～5h。

10.根据权利要求1所述的一种高速钢钢丝的退火保护方法，其特征在于：所述退火炉为普通井式电退火炉。