CN110592341A - 用于凿岩钎具钢的退火软化热处理方法 - Google Patents

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张军
杜思敏
易文
李国�
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Abstract

本发明公开了一种用于凿岩钎具钢的退火软化热处理方法，属于金属材料的热处理工艺领域，提供一种针对凿岩钎具钢的新的能够有效降低凿岩钎具钢组织硬度以及缩短热处理时间的短周期退火软化热处理方法。本发明通过炉内控冷过程和球化退火过程结合的方式实现了组织控制，得到了多边形铁素体+球状珠光体+粒状贝氏体的多相基体与粗大球化状碳化物的软化组织，达到了硬度降低与热处理时间缩短的目的；能够实现控制最终材料退火硬度值≤260HB，生产的钎具钢的硬度合格率100％；同时，全流程热处理时间相对于传统采用长时间球化退火的热处理工艺降低了10‑15h，同时降低了能耗，提高了生产效率，节约了吨钢成本。

Description

用于凿岩钎具钢的退火软化热处理方法
技术领域
本发明涉及金属材料的热处理工艺领域，尤其涉及一种用于凿岩钎具钢的退火软化热处理方法。
背景技术
凿岩钎具主要服役于复杂应力腐蚀疲劳的严苛环境下，其材料要求具有高强度，高韧性，耐冲击疲劳与低缺口敏感等性能，而且，为方便凿岩钎具产品的加工制造，保证钎具材料的质量可靠性与性能稳定性也非常关键。故钎具材料的研发与生产工作具有较大的难度。
目前，攀钢集团生产的某型凿岩钎具钢(类似FF710)。需要通过退火软化处理达到特定的硬度指标，以便用户的后续机械加工。但是，由于钎具钢具有较高的合金元素含量，如Cr、Ni、Mo等，其硬度往往偏高，严重影响其切削加工性能，无法满足供货硬度要求；而且由于生产的钎具钢中铁素体临界转变冷速较低与珠光体转变区很窄，采用普通退火、等温退火、正火+高温退火等方式，均难以在工业生产过程中得到符合产品硬度要求的软化。现目前该类型钎钻具用钢采用长时间球化退火的热处理工艺技术来降低材料硬度，但该方法降低该钎具钢硬度有限，不能保证硬度合格率，而且存在时间长、耗能高、效率低等缺点。故为了降低钎具钢组织硬度，缩短热处理时间，提高生产效率，急需开发一种新的软化退火热处理技术。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种针对凿岩钎具钢的新的能够有效降低凿岩钎具钢组织硬度以及缩短热处理时间的短周期退火软化热处理方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用于凿岩钎具钢的退火软化热处理方法，该方法用于对经锻造或轧制处理后的凿岩钎具钢圆棒进行退火软化热处理，其特征在于：所述退火软化热处理包括炉内控冷过程和球化退火过程，
所述炉内控冷过程包括如下步骤：
(1)采用进炉保温方式，将凿岩钎具钢圆棒收集至保温炉内；
(2)进行600℃均热保温1小时；
(3)炉内均温后，加热至700-800℃，然后保温1-3h，关火炉冷至≤300℃后出炉，再空冷至室温；
所述球化退火过程包括如下步骤：
(a)将经炉内控冷过程后的凿岩钎具钢圆棒收集至退火炉内，然后以100℃/h的加热速率加热至680±10℃，保温时间≥25h；
(b)然后以30℃/h的冷却速度冷却至≤450℃后出炉，再空冷至室温。
进一步的是：在炉内控冷过程中采用批量集中处理方式，将批量的凿岩钎具钢圆棒收集至保温炉内集中处理。
进一步的是：在球化退火过程中采用批量集中处理方式，将批量的凿岩钎具钢圆棒收集至退火炉内集中处理。
本发明的有益效果是：
(1)采用本发明所述的用于凿岩钎具钢的退火软化热处理方法所生产的钎具钢，通过炉内控冷过程和球化退火过程结合的方式实现了组织控制，得到了多边形铁素体+球状珠光体+粒状贝氏体的多相基体与粗大球化状碳化物的软化组织，达到了硬度降低与热处理时间缩短的目的。
(2)采用本发明所述的用于凿岩钎具钢的退火软化热处理方法，能够实现控制最终材料退火硬度值≤260HB，生产的钎具钢的硬度合格率100％。
(3)采用本发明所述的用于凿岩钎具钢的退火软化热处理方法，全流程热处理时间相对于传统采用长时间球化退火的热处理工艺降低了10-15h，同时降低了能耗，提高了生产效率，节约了吨钢成本。
具体实施方式
本专利为针对凿岩钎具钢的软化热处理，在进行软化热处理前，此产品为已经过常规的冶炼工序以及锻造或者轧制工艺处理后获得的凿岩钎具钢圆棒，本发明中为针对该已获得的凿岩钎具钢圆棒的退火软化热处理方法，以使得经过热处理后的产品符合硬度指标要求，并且进一步能够缩短软化热处理的时间，提高生产效率。
实施例1
(1)锻造处理：将红送钢锭放置于加热炉内，在700℃保温2h，再以100℃/h的升温速率升温至1200℃，保温10h。出炉快锻，开锻温度1100℃，压机直接拔长到350mm八角，冒口烂料切除90％，平均中切，转精锻直接成材；精锻终锻温度为880℃；得到锻钢圆棒；
(2)炉内控冷过程：将上述(1)步骤得到的锻钢圆棒立即送保温炉炉内，控制炉内温度为600℃，并保温1小时；然后加热至740℃后保温3h，关火，炉冷至300℃出炉空冷至室温；
(3)球化退火过程：将上述(2)步骤得到的钢棒放置于退火炉内，以100℃/h的加热速率加热至680℃，保温40h，再以30℃/h的冷速冷却至450℃出炉，空冷至室温，得到钢棒A，检测其硬度值为242HB。
实施例2
Ф120mm规格凿岩钎具钢的软化热处理工艺，包括以下步骤：
(1)轧制成材：钢锭出炉后将之输送到轧机上，连续进行六道次可逆式轧制；第一道次轧制温度为1100℃，钢锭变形压下率为10％，第二至五道次轧制温度分别为1050℃、1050℃、1020℃、1000℃，钢锭变形压下率为23％，成品道次轧制温度分布在930℃～880℃之间，钢锭变形压下率为3％；得到轧钢圆棒；
(2)炉内控冷过程：将上述(1)步骤得到的轧钢圆棒放置在保温炉内，控制炉内温度为600℃，并保温1小时；然后加热至700℃，保温2h，关火，随炉冷至300℃出炉，空冷至室温。
(3)球化退火过程：将上述(2)步骤得到的圆棒放置于退火炉内，以100℃/h的加热速率加热至680℃，保温25h，再以30℃/h的冷速冷却至450℃出炉，空冷至室温，得到Ф120mm的钢棒，检测其硬度值为243HB。

Claims (3)

1.用于凿岩钎具钢的退火软化热处理方法，该方法用于对经锻造或轧制处理后的凿岩钎具钢圆棒进行退火软化热处理，其特征在于：所述退火软化热处理包括炉内控冷过程和球化退火过程，
所述炉内控冷过程包括如下步骤：
(1)采用进炉保温方式，将凿岩钎具钢圆棒收集至保温炉内；
(2)进行600℃均热保温1小时；
(3)炉内均温后，加热至700-800℃，然后保温1-3h，关火炉冷至≤300℃后出炉，再空冷至室温；
所述球化退火过程包括如下步骤：
(a)将经炉内控冷过程后的凿岩钎具钢圆棒收集至退火炉内，然后以100℃/h的加热速率加热至680±10℃，保温时间≥25h；
(b)然后以30℃/h的冷却速度冷却至≤450℃后出炉，再空冷至室温。
2.如权利要求1所述的用于凿岩钎具钢的退火软化热处理方法，其特征在于：在炉内控冷过程中采用批量集中处理方式，将批量的凿岩钎具钢圆棒收集至保温炉内集中处理。
3.如权利要求1所述的用于凿岩钎具钢的退火软化热处理方法，其特征在于：在球化退火过程中采用批量集中处理方式，将批量的凿岩钎具钢圆棒收集至退火炉内集中处理。
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