CN111876664B - 一种50CrVA热轧弹簧宽钢板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种50CrVA热轧弹簧宽钢板的制造方法，工艺路径：选料‑开坯加热‑除鳞‑开坯轧制‑冷却‑初轧坯精整‑预制板坯再经加热‑除鳞‑成品轧制‑矫直‑冷却‑矫直‑冷却‑矫直‑缓冷‑精整。其中预制板坯先经过5‑10道次热轧至10±0.5mm，板坯经卷曲炉加热至950±20℃，再轧制3‑6道次，轧至钢板的目标厚度5mm。轧制后的钢板矫直后至冷床空冷，待表面温度380‑430℃时返回至矫直机进行第二次矫直，第二次矫直后的钢板再到冷床上继续冷却，待钢板表面温度冷却至150‑250℃时再返回至矫直机进行第三次矫直，然后下线堆缓冷。该方法生产的钢板节省了热处理矫直工序，缩短了生产时间，降低生产能耗，钢板不平度≤5mm/m，板型良好。

Description

一种50CrVA热轧弹簧宽钢板的制造方法
技术领域
本发明涉及钢板的轧制工艺，具体涉及50CrVA热轧弹簧宽钢板的制造方法。
背景技术
50CrVA是一种常用的较高级弹簧材料，类似于欧洲的51CrV4牌号，常用作较大截面的高负荷重要弹簧及工作温度<300℃的阀门弹簧、活塞弹簧、安全阀弹簧。50CrVA具有良好的力学性能和工艺性能，淬透性较高，加入一定含量的钒使钢的晶粒细化，降低材料过热敏感性，且提高了强度和韧性，该材料具有高的疲劳强度，较高的屈服强度。
该材料市场上以圆棒或扁钢的规格较为常见，这对碟簧制作存在一定的局限性，一些碟簧直径较大，扁钢的尺寸难以满足加工，需要利用材料锻造加工，导致生产成本升高，一些企业选择以热轧或冷轧钢板加工成型，但是由于其总体使用量的局限，碟簧制造企业希望能够集中批量采购，一方面有助于生产方的质量管控，另一方面也有助于采购方采购成本的控制。
对于当前宽厚板企业，生产热轧钢板的极限最薄厚度一般只有6mm，对于50CrVA这样的高强度钢板，难以实现5mm厚度规格的批量生产，其难度主要体现在薄板轧制过程中降温速度快导致轧制困难，这导致轧制扭矩力极大，对轧钢设备要求高，另外50CrVA热轧薄钢板在冷却过程中以贝氏体和马氏体为主，材料应力大，板型较难控制，波浪型痕迹明显。
发明内容
本发明的目的是要提供一种5mm厚50CrVA弹簧宽钢板的方法，在宽厚板轧机生产线上生产薄规格的弹簧宽钢板，为宽厚板生产企业扩大生产品种类别，满足市场要求。
本发明通过设计合适的50CrVA坯料，科学设计轧件厚度和长度，坯料经加热、轧制、精整、检查和检验，生产交货状态为AR(直接轧制)、5.0mm厚的50CrVA钢板；产品性能、尺寸、表面质量完全能满产品标准要求。该产品可填补国内外宽厚板轧机不能轧制的薄规格宽板产品的空白。
本发明实现上述目的所采用的技术方案为：在宽厚板轧机上生产5mm厚高屈服强度50CrVA宽钢板的方法，以150-370mm 50CrVA连铸坯作为原始坯料，低倍质量要求满足偏析不大于B类1.0级，疏松不大于1.0级。
将原始坯料先开坯至100±5mm厚的预制板坯，冷却后根据最终钢板尺寸以及板坯成材率的预估对预制板坯切割分段；再将切割后的预制板坯再加热，经过5-10道次热轧至10±0.5mm，板坯经卷曲炉加热至950±20℃，再轧制3-6道次，轧至钢板的目标厚度5mm。轧制后的钢板矫直后至冷床空冷，待表面温度380-430℃时返回至矫直机进行第二次矫直，第二次矫直后的钢板再到冷床上继续冷却，待钢板表面温度冷却至150-250℃时再返回至矫直机进行第三次矫直，然后下线堆缓冷。
后续再按产品标准进行外观质量检验、取样、理化检验，根据检查和检验结果判定、入库。
本申请使宽厚板轧钢企业得以实现薄规格高屈服强度钢板的轧制生产，满足市场要求；该方法生产的钢板节省了热处理矫直工序，缩短了生产时间，降低生产能耗，钢板不平度≤5mm/m，板型良好，可以形成批量生产。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本实施例在宽厚板轧机上生产交货状态为AR、厚度为5mm的50CrVA弹簧宽薄板，板宽2600-3100mm。
工艺路径：选料-开坯加热-除鳞-开坯轧制-冷却-初轧坯精整(包括检验、分断)-检验-入库；预制板坯再经加热-除鳞-轧制(成品轧制)-矫直-冷却-矫直-冷却-矫直-缓冷-精整-外观检验-取样-理化检验-判定-入库。具体步骤如下：
一、选料
选择合理的坯料，以厚度150-370mm的50CrVA连铸坯为原料坯，低倍质量要求满足偏析不大于B类1.0级，疏松不大于1.0级。连铸坯的化学成分按质量百分比计为：C：0.46～0.54％，Si：0.17～0.37％，Mn：0.50～0.80％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Cr：0.80～1.10％，Cu：≤0.25％，Ni：≤0.35％，Al：0.02～0.04％，V：0.10～0.20％，N：≤0.005％，余量为铁及不可避免的杂质元素。
二、加热与轧制
1、开坯加热
按生产计划安排将连铸坯原料装入加热炉(推钢式或步进式)加热。加热工艺：预热段温度700～800℃、加热段温度1000～1150℃、均热段温度1200～1250℃；加热时间≥10*Hmin/cm，H为坯料厚度，单位cm；将符合加热工艺的坯料出炉。
2、开坯轧制
将经过除鳞的坯料送至宽厚板轧机上，轧机轧制5-10道次，达到计划目标厚度100±5mm的预制板坯，经冷床冷却、下线。
3、预制板坯精整
对预制板坯表面检查，缺陷部分进行修磨，根据最终钢板尺寸对预制板坯切割分段。
4、预制板坯加热
将预制板坯送入加热炉，预制板坯的加热工艺：预热段温度700～800℃、加热段温度1000～1150℃、均热段温度1200～1250℃；加热时间≥10*Hmin/cm，H为坯料厚度，单位cm；将符合加热工艺的预制板坯出炉。
5、成品轧制
在宽厚板轧机上，经过5-10道次轧至10±0.5mm，经卷曲炉加热至950±20℃，再轧制3-6道次，轧至钢板的目标厚度5mm，轧制后的钢板矫直后至冷床空冷，表面温度380-430℃时返回至矫直机进行二次矫直，二次矫直后的钢板再到冷床上继续冷却，钢板表面温度冷却至150-250℃时再返回至矫直机进行三次矫直，后下线堆缓冷。
三、精整、检查与检验
钢板缓冷至室温后激光切边并取样检验，按产品标准进行外观质量检查、包装，成品钢板尺寸：5.0×(2600-3100)×10000mm的50CrVA钢板、交货状态为AR，其产品性能、尺寸、表面质量完全能满足产品标准要求。
表1所示为实施例1-2的50CrVA热轧弹簧宽钢板的具体合金成分，以及最终产品的规格、力学性能、检测结构。
表1实施例1-2 50CrVA热轧弹簧宽钢板的元素成分
Figure BDA0002547255930000031
表2实施例1-2 50CrVA热轧弹簧宽钢板的性能
Figure BDA0002547255930000032
Figure BDA0002547255930000041
尽管以上详细地描述了本发明的优选实施例，但是应该清楚地理解，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种50CrVA热轧弹簧宽钢板的制造方法，其特征在于：步骤包括
一、选料
选择150-370mm厚度的50CrVA钢坯作为原始坯料；
二、加热与轧制
(2.1)开坯
将原始坯料再加热，然后在宽厚板轧机上开坯轧制，轧机轧制5-10道次，得到厚度80-120mm的预制板坯，预制板坯冷却、下线；
(2.2)预制板坯精整
对预制板坯表面检查，对缺陷部分进行修磨，根据最终钢板的尺寸对预制板坯切割分段；
(2.3)预制板坯加热
将预制板坯再加热，准备成品轧制；
(2.4)成品轧制
在宽厚板轧机上，经过5-10道次轧至10±0.5mm厚的板坯，板坯经卷取炉加热至950±20℃，再轧制3-6道次，轧至目标厚度，轧制后的钢板矫直后至冷床空冷，进行贝氏体转变，待钢板表面温度降至380-430℃时返回至矫直机进行第二次矫直，二次矫直后的钢板再到冷床上继续空冷，组织中除了残余奥氏体外基本完成贝氏体的转变，待钢板表面温度冷却至150-250℃时再返回至矫直机进行第三次矫直，矫直后的钢板下线堆缓冷，成品最终组织为贝氏体+残余奥氏体。
2.根据权利要求1所述的50CrVA热轧弹簧宽钢板的制造方法，其特征在于：步骤(1)原始坯料的化学成分按质量百分比计为：C：0.46～0.54％，Si：0.17～0.37％，Mn：0.50～0.80％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Cr：0.80～1.10％，Cu：≤0.25％，Ni：≤0.35％，Al：0.02～0.04％，V：0.10～0.20％，N：≤0.005％，余量为铁及不可避免的杂质元素。
3.根据权利要求1所述的50CrVA热轧弹簧宽钢板的制造方法，其特征在于：步骤(2.1)的加热工艺：预热段温度700～800℃、加热段温度1000～1150℃、均热段温度1200～1250℃；加热时间≥10*Hmin/cm，H为坯料厚度，单位cm；将经过加热工艺的坯料出炉。
4.根据权利要求1所述的50CrVA热轧弹簧宽钢板的制造方法，其特征在于：步骤(2.3)预制板坯的加热工艺：预热段温度700～800℃、加热段温度1000～1150℃、均热段温度1200～1250℃；加热时间≥10*Hmin/cm，H为坯料厚度，单位cm；将经过加热工艺的预制板坯出炉。
5.根据权利要求1所述的50CrVA热轧弹簧宽钢板的制造方法，其特征在于：步骤(2.4)的目标厚度最小为5mm。
6.根据权利要求1所述的50CrVA热轧弹簧宽钢板的制造方法，其特征在于：步骤一的原始坯料的低倍质量要求满足偏析不大于B类1.0级，疏松不大于1.0级。
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