CN113020313A - 一种莱氏体模具钢无缝钢管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种莱氏体模具钢无缝钢管的制备方法，包括：将棒坯进行钻中心导向孔、加热、扩孔、挤压、热处理和矫直，得到莱氏体模具钢无缝钢管。本发明提供的莱氏体模具钢无缝钢管制备方法为生产莱氏体模具钢无缝钢管提供一种简化的生产过程、大幅度降低生产成本、可满足大规模工业生产的需要、制备产品质量良好的莱氏体模具钢无缝钢管。本发明提供的莱氏体模具钢无缝钢管制备方法，可实现常温矫直代替温矫，以挤压变形方式生产成形的无缝钢管，通过热处理后，可实现常温矫直代替加热矫直。本发明还提供了一种莱氏体模具钢无缝钢管。

Description

一种莱氏体模具钢无缝钢管及其制备方法
技术领域
本发明属于莱氏体模具钢管技术领域，尤其涉及一种莱氏体模具钢无缝钢管及其制备方法。
背景技术
Cr12模具钢属于高碳高铬莱氏体钢，也是应用广泛的冷作模具钢，该钢具有较好的淬透性、耐磨性、热加工性，碳化物在钢中分布较均匀，切削加工性能良好，可用于制造形状复杂、工作条件繁重下的各种冷作模具，如冷冲模冲头、螺纹滚模、拉丝模、料模、冶金粉模、木工切削工具、冷切剪刀钻套及量规等工具。
现有技术中，制造Cr12模具钢管的主要方法为通过轧制方式轧成棒材，经过温矫(加热之后带温度矫直)后，再采取钻孔+机加工方式将棒材进行内外加工以获得所需要的管材，采用这种方法生产管材棒材矫直需要带温度矫直，同时加工周期长且金属损失大。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种莱氏体模具钢无缝钢管及其制备方法，本发明提供的方法可实现常温矫直制备莱氏体模具钢无缝钢管。
本发明提供了一种莱氏体模具钢无缝钢管的制备方法，包括：
将棒坯进行钻中心导向孔、加热、扩孔、挤压、热处理和矫直，得到莱氏体模具钢无缝钢管。
优选的，所述棒坯的直径为220～330mm。
优选的，所述钻中心导向孔之前还包括：
将棒坯剥皮后锯切为短坯，再进行钻中心导向孔。
优选的，所述短坯的长度为350～800mm。
优选的，所述中心导向孔的孔径为33～87mm。
优选的，所述加热的温度为1000～1200℃。
优选的，所述挤压过程中的挤压温度为1000～1200℃。
优选的，所述矫直的温度为20～30℃。
本发明提供了一种上述技术方案所述的方法制备得到的莱氏体模具钢无缝钢管。
优选的，所述莱氏体模具钢无缝钢管的成分为：
Figure BDA0002958270380000021
本发明提供的莱氏体模具钢无缝钢管制备方法为生产莱氏体模具钢无缝钢管提供一种简化的生产过程、大幅度降低生产成本、可满足大规模工业生产的需要、制备产品质量良好的莱氏体模具钢无缝钢管。本发明提供的莱氏体模具钢无缝钢管制备方法，可实现常温矫直代替温矫，以挤压变形方式生产成形的无缝钢管，通过热处理后，可实现常温矫直代替加热矫直。
附图说明
图1为本发明实施例提供的钻中心导向孔的示意图；
图2为本发明实施例提供的扩孔的示意图；
图3为本发明实施例提供的挤压的示意图；
图4为本发明实施例提供的矫直的图片；
图5为本发明实施例提供的莱氏体模具钢无缝钢管的图片；
图6为本发明实施例提供的莱氏体模具钢无缝钢管的图片。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例，都属于本发明保护的范围。应理解，本发明实施例仅用于说明本发明的技术效果，而非用于限制本发明的保护范围。实施例中，所用方法如无特别说明，均为常规方法。
本发明提供了一种莱氏体模具钢无缝钢管的制备方法，包括：
将棒坯进行钻中心导向孔、加热、扩孔、挤压、热处理和矫直，得到莱氏体模具钢无缝钢管。
本发明对所述棒坯的制备方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的棒坯的制备方法，将合金原料熔炼后浇注，得到铸锭；将铸锭锻造或轧制，得到管坯棒材即可。在本发明中，所述熔炼的方法优选包括真空感应熔炼和真空电弧重熔冶炼。
在本发明中，所述棒坯的直径优选为220～330m。
在本发明中，所述钻中心导向孔之前优选还包括：
将棒坯剥皮、锯切为短坯，再进行钻中心导向孔。
在本发明中，所述剥皮能够去除棒坯表面缺陷，本发明对所述剥皮的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的用于钢材的剥皮的技术方案进行剥皮即可。
在本发明中，所述短坯的长度优选为350～800mm。
在本发明中，所述钻中心导向孔优选采用深孔钻床；在本发明中，所述钻中心导向孔优选为钻通孔。
在本发明中，所述中心导向孔的孔径优选为33～87mm。
在本发明中，所述加热的温度优选为1000～1200℃，更优选为1050～1150℃，最优选为1100℃。
在本发明中，所述加热的方法优选包括：
先用环形炉预热，再用感应加热炉进行加热。
在本发明中，所述预热的温度优选为700～980℃；所述加热的温度优选为1000～1200℃。
在本发明中，所述钻中心导向孔与加热之间优选还包括：
钻中心导向孔后进行端面加工(制备得到管坯，如图1所示)，然后进行加热。
本发明对所述端面加工的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的端面加工的方法进行端面加工即可。
在本发明中，所述扩孔优选采用1000t穿孔机进行扩孔，如图2所示。在本发明中，所述扩孔后的孔径优选为Φ220～Φ330mm。
在本发明中，所述挤压优选为将扩孔后的管坯采用不同规格的模子以及芯棒挤压成型，如图3所示。
在本发明中，所述挤压过程中的挤压温度优选为1000～1200℃，更优选为1050～1150℃，最优选为1100℃。在本发明中，所述挤压过程中优选采用感应加热炉加热至挤压温度。在本发明中，所述挤压后得到的管材尺寸优选为Φ48～325mm×10～50mm(外径×壁厚)。
在本发明中，所述热处理优选为将挤压成型的无缝钢管装进1500辊底炉中进行热处理。在本发明中，所述热处理的方法优选为退火，所述退火的方法优选为等温球化退火；所述退火的方法优选包括：
先加热至830～890℃保温5～10小时；然后在700～760℃保温5～8小时。
在本发明中，优选加热至850～870℃保温5～10小时，更优选加热至860℃保温5～10小时；优选加热至830～890℃保温6～9小时，更优选加热至830～890℃保温7～8小时。
在本发明中，优选在710～750℃保温5～8小时，更优选在720～740℃保温5～8小时，最优选在730℃保温5～8小时；优选在700～760℃保温6～7小时。
在本发明中，所述退火后的硬度优选为217～267HBW。
在本发明中，所述矫直优选为将退火(热处理)后冷却至常温的无缝钢管在辊矫机上进行矫直，如图4所示。
在本发明中，所述矫直优选在常温下七辊矫直机上矫直效果良好。
在本发明中，所述矫直的温度优选为20～30℃。
在本发明中，所述矫直后管材弯曲度优选≤2mm/m。
在本发明中，所述矫直之后优选还包括：
将矫直后的产品进行性能检验、检查精整入库。
本发明提供了一种上述技术方案所述的方法制备得到的莱氏体模具钢无缝钢管。
在本发明中，所述莱氏体模具钢无缝钢管的成分优选包括：
Figure BDA0002958270380000041
Figure BDA0002958270380000051
在本发明中，所述C的质量含量优选为2.1～2.2％；所述Si的质量含量优选为0.1～0.3％，更优选为0.2％；所述Mn的质量含量优选为0.1～0.3％，更优选为0.2％；所述S的质量含量优选为0.01～0.02％；所述P的质量含量优选为0.01～0.02％；所述Cr的质量含量优选为12～12.5％。
本发明提供的莱氏体模具钢无缝钢管制备方法为生产莱氏体模具钢无缝钢管提供一种简化的生产过程、大幅度降低生产成本、可满足大规模工业生产的需要、制备产品质量良好的莱氏体模具钢无缝钢管。本发明提供的莱氏体模具钢无缝钢管制备方法，可实现常温矫直代替温矫，以挤压变形方式生产成形的无缝钢管，通过热处理后，可实现常温矫直代替加热矫直。
实施例1
一种Cr12管材，规格Φ73×14mm的制造方法，包括下列步骤：
管坯制备：将金属液浇注成钢锭，钢锭经锻造或轧制成管坯棒材，管坯棒材的直径为
Figure BDA0002958270380000052
管坯加工：对管坯棒材进行剥皮以去除表面缺陷，再将剥皮棒材锯切成长度为415～425mm的短坯；然后用深孔钻床将短坯钻通孔，其钻孔范围在
Figure BDA0002958270380000053
并进行端面加工，制得管坯；
加热扩孔：先用环形炉预热到800～900℃，再用感应加热炉将管坯加热到1080～1120℃，用穿孔机进行扩孔，扩孔后的孔径为91～95mm；
挤压：扩孔后的管坯，经感应加热炉加热到1120～1150℃后使用不同规格模子以及芯棒挤压成型，得到规格为Φ73×14mm的管材；
热处理：将挤压成型的无缝钢管装进1500辊底炉进行等温球化退火：加热至850～870℃保温6～8小时，然后在720～740℃保温6～7小时；
矫直：将热处理后冷却至常温的无缝钢管在辊矫机上进行矫直，矫直温度为常温20～30℃；
性能检验、检查入库：再按技术要求进行性能检验、检查精整入库。
采用GB/T 223《钢铁及合金化学分析方法》进行管材成分分析，对本发明实施例1制备的管材进行成分检测，检测结果为：碳2.15wt％，硅0.29wt％，锰0.25wt％，硫0.003wt％，磷0.016wt％，铬12.4wt％，余量为Fe。
采用GB/T231.1《金属材料布氏硬度试验第1部分：试验方法》，对本发明实施例1制备的管材进行硬度性能检测，检测结果为：硬度为222～225HBW。
实施例2
一种Cr12管材，规格Φ129×14mm的制造方法，包括下列步骤：
管坯制备：将合金液浇注成钢锭，钢锭经锻造或轧制成管坯棒材，管坯棒材的直径为
Figure BDA0002958270380000062
管坯加工：对管坯棒材进行剥皮以去除表面缺陷，再将剥皮棒材锯切成长度为570～580mm的短坯；然后用深孔钻床将短坯钻通孔，其钻孔范围在
Figure BDA0002958270380000063
并进行端面加工，制得管坯；
加热扩孔：先用环形炉预热到800～900℃，再用感应加热炉将管坯加热到1080～1120℃，用穿孔机进行扩孔，扩孔后的孔径为111～115mm；
挤压：扩孔后的管坯，经感应加热炉加热到1120～1150℃后使用不同规格模子以及芯棒挤压成型，得到规格为Φ129×14mm管材；
热处理：将挤压成型的无缝钢管装进1500辊底炉进行等温球化退火：加热至850～870℃保温6～8小时，然后在720～740℃保温6～7小时；
矫直：将热处理后冷却至常温的无缝钢管在辊矫机上进行矫直，矫直温度为常温20～30℃；
性能检验、检查入库：再按技术要求进行性能检验、检查精整入库。
按照实施例1的方法，对本发明实施例2制备的管材进行成分检测，检测结果为：碳2.15wt％，硅0.29wt％，锰0.25wt％，硫0.003wt％，磷0.016wt％，铬12.4wt％，余量为Fe。
按照实施例1的方法，对本发明实施例2制备的管材进行性能检测，检测结果为，退火硬度226～229HBW。
实施例3
一种Cr12管材，规格Φ124×14mm的制造方法，包括下列步骤：
管坯制备：将合金液浇注成钢锭，钢锭经锻造或轧制成管坯棒材，管坯棒材的直径为
Figure BDA0002958270380000061
管坯加工：对管坯棒材进行剥皮以去除表面缺陷，再将剥皮棒材锯切成长度为545～555mm的短坯；然后用深孔钻床将短坯钻通孔，其钻孔范围在
Figure BDA0002958270380000071
并进行端面加工，制得管坯；
加热扩孔：先用环形炉预热到800～900℃，再用感应加热炉将管坯加热到1080～1120℃，用穿孔机进行扩孔，扩孔后的孔径为106～110mm；
挤压：扩孔后的管坯，经感应加热炉加热1120～1150℃后使用不同规格模子以及芯棒挤压成型，得到规格为Φ124×14mm的管材；
热处理：将挤压成型的无缝钢管装进1500辊底炉进行等温球化退火：加热至850～870℃保温6～8小时，然后在720～740℃保温6～7小时；
矫直：将热处理后冷却至常温的无缝钢管在辊矫机上进行矫直，矫直温度为常温20～30℃；
性能检验、检查入库：再按技术要求进行性能检验、检查精整入库。
按照实施例1的方法，对本发明实施例3制备的管材进行成分检测，检测结果为，碳2.06wt％，硅0.26wt％，锰0.24wt％，硫0.003wt％，磷0.016wt％，铬12.4wt％，余量为Fe。
按照实施例1的方法，对本发明实施例3制备的管材进行性能检测，检测结果为，退火硬度223～228HBW。
采用本发明提供的方法进行不同规格的无缝钢管生产，均能达到要求的规格，采用本发明方法制造莱氏体模具钢无缝钢管表面质量良好，各项力学性能指标均符合CJX-WG002-2019B的要求。
本发明提供的莱氏体模具钢无缝钢管制备方法为生产莱氏体模具钢无缝钢管提供一种简化的生产过程、大幅度降低生产成本、可满足大规模工业生产的需要、制备产品质量良好的莱氏体模具钢无缝钢管。本发明提供的莱氏体模具钢无缝钢管制备方法，可实现常温矫直代替温矫，以挤压变形方式生产成形的无缝钢管，通过热处理后，可实现常温矫直代替加热矫直。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种莱氏体模具钢无缝钢管的制备方法，包括：
将棒坯进行钻中心导向孔、加热、扩孔、挤压、热处理和矫直，得到莱氏体模具钢无缝钢管。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述棒坯的直径为220～330mm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钻中心导向孔之前还包括：
将棒坯剥皮后锯切为短坯，再进行钻中心导向孔。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述短坯的长度为350～800mm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中心导向孔的孔径为33～87mm。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热的温度为1000～1200℃。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述挤压过程中的挤压温度为1000～1200℃。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述矫直的温度为20～30℃。
9.一种权利要求1所述的方法制备得到的莱氏体模具钢无缝钢管。
10.根据权利要求9所述的莱氏体模具钢无缝钢管，其特征在于，所述莱氏体模具钢无缝钢管的成分为：
Figure FDA0002958270370000011
余量为Fe。
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