CN113621773A - 一种sk85碳素工具钢 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种SK85碳素工具钢的加工工艺，包括如下步骤：选取牌号为SK85的热轧卷板，通过罩式退火炉进行去应力退火，制得热轧应力释放退火卷板；将退火卷板进行酸洗，并制得酸洗卷板；将酸洗通过罩式退火炉进行软化退火。本发明的有益效果是：防止碳素含量热轧板在加工中材料表面擦伤及酸洗卷取中的边部应力集中产生裂纹，轧制到成品尺寸后安排球化退火，让冷轧后的材料被轧制破碎、拉长的片状珠光体晶粒重组，转变成均匀分布的粒状或球状珠光体组织，适合于后续精冲工序的正常进行，并为冲制的零件作好淬火前的组织准备，能够稳定产品质量、提高制品的耐用度，生产的弹性零部件力值更加稳定、衰减小，使用寿命成倍提升。
Description
技术领域
本发明涉及带钢生产加工技术领域，尤其涉及一种SK85碳素工具钢。
背景技术
众所周知，带钢是为了适应不同工业部门需要而生产的一种窄而长的钢板。其宽度一般在300mm以内，但随着经济发展，宽度已没有限制。带钢成卷供应，具有尺寸精度高、表面质量好、便于加工、节省材料等优点，广泛用于生产冷弯型钢的坯料，自行车车架、轮圈、卡箍、垫圈、弹簧片、锯条和刀片以及汽车精冲零部件。
随着汽车工业的发展，对一些重要的结构件提出了更高的要求，尤其是在保证零部件重量轻的前提下同时具备较高的抗拉强度，并且还要适合于精冲模折弯、冷成形生产不出现开裂，通常的碳素结构钢及高、中、低碳合金钢均不能满足这一要求，要么屈强比不达标作为结构件不安全，要么强度不达标需增加制件厚度致使部件重量大增，不符合车辆轻量化的要求。然而，行业中为达这一要求经常采用较厚的热轧原材料，通过大的轧制压下量来改变材料内部组织结构，再辅以退火工艺来达到成品材料适应精冲生产要求。可是国内、外高强屈服系列钢种基本均属于细晶粒结构钢，大压下量轧制后，内部晶粒被严重破碎，经退火后往往产生异常的不良粗晶组织，非常不利于精冲零部件的生产。为此，一种冷成形用高强结构钢的加工方法应运而生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够稳定精冲零件尺寸、提高产品质量、具有高的抗拉强度、一定的硬度及热处理工艺特性、减轻结构件重量、适合于精冲模折弯生产的高强度结构钢加工工艺。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种SK85碳素工具钢的加工工艺，包括如下步骤：
步骤一、选取牌号为SK85碳素工具钢热轧卷板；
步骤二、去应力退火；
步骤三、酸洗；
步骤四、软化退火；
步骤五、轧制；
步骤六、球化退火；
步骤七、纵剪分条；
步骤八、包装入库。
本发明的有益效果是：通过在酸洗前进行去应力退火，改善热轧卷终轧后头、尾速冷强度偏高，在酸洗开卷时容易断带及开卷擦伤问题，将整个去应力退火过程分割成若干阶段，并有效的控制好各个阶段的温度及保温时间，保证材料表层不会因高温脱碳的同时让材料内应力得到充分释放，在去应力退火后安排酸洗工序，有效除去材料表层附着的氧化皮，防止后续高温软化退火及球化退火中的材料表层脱碳问题发生，也有利于后续轧制工作的顺利进行。在酸洗后安排软化退火，在软化退火过程中控制好各个阶段的温度和保温时间，有效地降低了材料的强度并消除了酸洗工序中反卷取所产生的边部应力，保证在后续轧制中不出现裂边、断带及轧制厚度公差不稳的质量问题。以及在对轧制卷板进行球化退火时，将整个球化退火过程分割成若干个往复周期，并有效的控制好各个阶段的升温、保温时间以及各阶段的温度，让炉膛内钢带的上、中、下区及钢卷的外、中、内圈受热均匀，材料内部金相组织趋于一致，在从而使得生产出来的产品质量稳定，产品合格率得到提升，提高了劳动生产率。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，在去应力退火时，首先、将退火炉全速升温至320℃，且在升温至320℃后保温2h；其次、退火炉在320℃的温度下保温2h后，将退火炉全速升温至650℃，且在升温至650℃后保温10h至12h；再次、退火炉在650℃的温度下保温10h至12h后，对退火炉进行换罩风冷，并将退火炉的温度降至320℃；第四、退火炉的温度降至320℃后，采用水冷的方式，将退火炉的温度由320℃降至100℃。
进一步：在去应力退火时，在进行升温前需做爆鸣试验，确保甲醇裂解炉内氢气的纯度；在整个升温及保温过程中，实际温度值与工艺温度值的差值小于10℃。
采用上述进一步的有益效果是：能够有效确保去应力退火卷板质量的稳定性。
进一步：在软化退火时，将退火炉全速升温至320℃，且在升温至320℃后保温2h，在320℃的温度下保温2h后，将退火炉全速升温至730℃，且在升温至730℃后保温14h，保温结束后，随炉冷却到650℃，随炉冷却到650℃后对退火炉进行换罩风冷，并将退火炉的温度降至320℃，退火炉的温度降至320℃后，采用水冷的方式，将退火炉的温度由320℃降至100℃出炉。
进一步：在软化退火时，在进行升温前需做爆鸣试验，确保甲醇裂解炉内氢气的纯度；在整个升温及保温过程中，实际温度值与工艺温度值的差值小于10℃。
采用上述进一步的有益效果是：能够有效确保软化退火卷板质量的稳定性。
进一步：酸洗时，去应力退火卷板酸洗前后的厚度的负差小于0.15mm，酸洗槽的数量为两个，钝化槽的数量为一个，中和槽的数量为一个，两个酸洗槽的酸洗浓度分别为18％至22％、15％至18％，两个酸洗槽内的酸位为380mm至420mm，酸液温度为50℃至70℃，中和槽的PH值为11至13，钝化槽的PH值为7至8，钝化槽的温度值为40℃至50℃,酸洗生产线的清洗速度为5m/min至15m/min。
采用上述进一步的有益效果是：能够有效去除热轧卷板在软化退火过程中产生的氧化皮，避免影响后续加工。
进一步，在球化退火时，首先、将退火炉全速升温至320℃，且在升温至320℃后保温2h；其次、退火炉在320℃的温度下保温2h后，将退火炉全速升至680℃，且在升温至680℃后保温2h；再次、退火炉在680℃的温度下保温2h后，将退火炉在全速升温至750℃，且在升温至750℃后保温4h；第四、退火炉在750℃的温度下保温4h后，随炉冷却到720℃，且在720℃的温度下保温2h；第五、退火炉在720℃的温度下保温2h后，将退火炉全速升温至750℃，且在升温至750℃后保温4h；第六、退火炉在750℃的温度下保温4h后，随炉冷却到720℃，且在720℃的温度下保温2h；第七；退火炉在720℃的温度下保温2h后，将退火炉全速升温至750℃，且在升温至750℃后保温4h；第八、退火炉在750℃的温度下保温4h后，随炉冷却到720℃，且在720℃的温度下保温2h；第九、退火炉在720℃的温度下保温2h后，将退火炉全速升温至750℃，且在升温至750℃后保温4h；第十、退火炉在750℃的温度下保温4h后，随炉冷却到650℃；第十一、在采用随炉冷却的方式将退火炉的温度降至650℃后，对退火炉进行换罩风冷，并将退火炉的温度降至320℃；第十二、火炉的温度降至320℃后，采用水冷的方式，将退火炉的温度由320℃降至80℃。
进一步，球化退火中，在进行升温前需做爆鸣试验，确保氨分解炉内氢气的纯度；在整个升温及保温过程中，实际温度值与工艺温度值的差值小于10℃。
采用上述进一步的有益效果是：能够有效确保球化退火卷板质量的稳定性。
进一步，在进行纵剪分条前，需先利用万能试验机和硬度计对轧制卷板的硬度进行检测，并且轧制卷板的硬度值的合格范围为HV170至HV250；对硬度值合格的卷板进行金相检测，按JIS G3311-2004标准进检测脱碳层深及金相检测也合格的轧制卷板投入到小分条机上。
采用上述进一步的有益效果是：能够根据检测数据及时调整生产工艺中的参数值，预先判断是否进行转序生产，确保成品生产质量。
附图说明
图1为本发明所述SK85碳素工具钢的加工工艺中去应力退火的曲线图；
图2为本发明所述SK85碳素工具钢的加工工艺中软化退火的曲线图；
图3为本发明所述SK85碳素工具钢的加工工艺中球化退火的曲线图；
图4为本发明所述SK85碳素工具钢的加工工艺中金相检测的金相参照图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一种SK85碳素工具钢的加工工艺，包括如下步骤：
步骤一、制备原料、选取牌号为SK85的弹簧钢热轧卷板，其中，SK85的热轧卷板的化学成份(参照JIS G3311-2004)要求为：C:0.80至0.90、Si:≦0.35、Mn:≦0.50、P：≦0.030、S：≦0.030、Cr：≦0.30、Ni≤0.25、Cu≤0.25；SK85的热轧卷板的力学性能的要求为：抗拉强度:≦1050MPa；SK85的热轧卷板的金相的要求为：铁素体+珠光体组织，脱碳层，当厚度>5mm，允许脱碳≦1％t,其中t为热轧钢板的厚度，当厚度≦5mm，允许脱碳<50μm，带状组织<2级，夹杂物细系<2级，在本实施例中，选取牌号为SK85的热轧卷板的厚度为2.3mm，成品厚度为1.0±0.03mm；热轧卷板的厚度允许偏差应符合GB/T709的规定，凸度要求小于等于60μm，热轧卷板表面不得有气泡、裂纹、结疤、翘皮、拉裂和夹杂，热轧卷板不得有分层，表面允许有厚度公差范围一半以内的轻微麻点及局部深麻点、小气泡、轻微划伤和轧辊压痕；热轧卷板边缘整齐、无锯齿状；
步骤二、去应力退火、将热轧卷板通过行吊装置转运到罩式退火炉内进行去应力退火，在去应力退火时，首先、将退火炉全速升温至320℃，且在升温至320℃后保温2h；其次、退火炉在320℃的温度下保温2h后，将退火炉全速升温至650℃，且在升温至650℃后保温10h至12h；再次、退火炉在650℃的温度下保温10h至12h后，对退火炉进行换罩风冷，并将退火炉的温度降至320℃；第四、退火炉的温度降至320℃后，采用水冷的方式，将退火炉的温度由320℃降至100℃，其中参照图1所示；
步骤三、酸洗、将去应力退火得到的卷板通过行吊装置转运到酸洗生产线上进行酸洗，并制得酸洗卷板；
步骤四、软化退火、将酸洗后的卷板装入罩式退火炉内进行软化退火，在软化退火时，将退火炉全速升温至320℃，且在升温至320℃后保温2h，在320℃的温度下保温2h后，将退火炉全速升温至730℃，且在升温至730℃后保温14h，保温结束后，随炉冷却到650℃，随炉冷却到650℃后对退火炉进行换罩风冷，并将退火炉的温度降至320℃，退火炉的温度降至320℃后，采用水冷的方式，将退火炉的温度由320℃降至100℃出炉，其中参照图2所示；
步骤五、轧制、将制得的软化退火卷板通过行吊装置转运到轧机生产线上进行轧制，并制得轧制卷板，其中，卷板轧制过后的厚度为1.0±0.03mm；
步骤六、球化退火、将轧制后得到的轧制卷板通过行吊装置转运到罩式退火炉内进行球化退火，在球化退火时，首先、将退火炉全速升温至320℃，且在升温至320℃后保温2h；其次、退火炉在320℃的温度下保温2h后，将退火炉全速升至680℃，且在升温至680℃后保温2h；再次、退火炉在680℃的温度下保温2h后，将退火炉在全速升温至750℃，且在升温至750℃后保温4h；第四、退火炉在750℃的温度下保温4h后，随炉冷却到720℃，且在720℃的温度下保温2h；第五、退火炉在720℃的温度下保温2h后，将退火炉全速升温至750℃，且在升温至750℃后保温4h；第六、退火炉在750℃的温度下保温4h后，随炉冷却到720℃，且在720℃的温度下保温2h；第七；退火炉在720℃的温度下保温2h后，将退火炉全速升温至750℃，且在升温至750℃后保温4h；第八、退火炉在750℃的温度下保温4h后，随炉冷却到720℃，且在720℃的温度下保温2h；第九、退火炉在720℃的温度下保温2h后，将退火炉全速升温至750℃，且在升温至750℃后保温4h；第十、退火炉在750℃的温度下保温4h后，随炉冷却到650℃；第十一、在采用随炉冷却的方式将退火炉的温度降至650℃后，对退火炉进行换罩风冷，并将退火炉的温度降至320℃；第十二、火炉的温度降至320℃后，采用水冷的方式，将退火炉的温度由320℃降至80℃，其中参照图3所示；
步骤七、纵剪分条、将制得的球化退火卷板通过行吊装置转运到小分条机上进行纵剪分条，并制得分条卷板；
步骤八、包装入库、利用打包机对纵剪分条后所得到的分条卷板进行打包包装。
在本发明中，根据碳素工具钢板材加工工艺特性，制定特定的去应力退火、酸洗、软化退火、轧制、球化退火、纵剪分条的操作流程，从而有效的控制生产出来稳定的产品质量，以及符合客户要求的产品性能，当冷轧板的厚度发生变化时，选择热轧卷板的厚度也要适时调整，但针对冷轧成品，其制程中的去应力退火、酸洗、软化退火、轧制、球化退火、纵剪分条的操作流程是必不可少的。
去应力退火、软化退火、球化退火中，在进行升温前需做爆鸣试验，确保氨分解炉内氢气的纯度；在整个升温及保温过程中，实际温度值与工艺温度值的差值小于10℃，实际温度值由热电偶测得，检测的频次为1次/1h，此外，在升温过程中可适当增加保温平台，以满足理论升速。
带钢在整个生产工艺中，需要进行二次检测，其中一次是进货检验，即保证所选热轧材料厚度及宽度尺寸满足计划成品要求，并且材料的化学成分、力学性能、组织结构必须符合SK85热轧材料标准要求，热轧卷板表面不得有气泡、裂纹、结疤、翘皮、拉裂和夹杂，并且板料不得有分层，表面允许有厚度公差范围一半以内的轻微麻点及局部深麻点、小气泡、轻微划伤和轧辊压痕，卷板边缘整齐、无锯齿状。其次是在球化退火后纵剪分条前，通过万能试验机和硬度计对球化退火卷板的硬度进行检测，并且球化退火卷板的硬度值的合格范围为HV170-250；对硬度值合格的球化退火卷板进行金相检测，将金相检测也合格的精轧卷板投入到小分条机上，金相检测参照JIS G3311-2004的标准规定，其中参照图4所示。
在进行轧制时所得到的轧制卷板表面无翘皮、凹坑、麻点、黄锈、水锈、划伤、板型平直；边部：无拉毛、碎边。剪分条得到的分条卷板的表面无翘皮、麻点、凹坑、水锈、划伤、黄锈、压印、板形平直、边部无碎边；在进行纵剪分条时需要往分条卷板上静电喷涂防锈油。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种SK85碳素工具钢的加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、选取牌号为SK85的热轧卷板；
步骤二、去应力退火；
步骤三、酸洗；
步骤四、软化退火；
步骤五、轧制；
步骤六、球化退火；
步骤七、纵剪分条；
步骤八、包装入库。
2.根据权利要求1所述的一种SK85碳素工具钢的加工工艺，其特征在于，在去应力退火时，首先、将退火炉全速升温至320℃，且在升温至320℃后保温2h；其次、退火炉在320℃的温度下保温2h后，将退火炉全速升温至650℃，且在升温至650℃后保温10h至12h；再次、退火炉在650℃的温度下保温10h至12h后，对退火炉进行换罩风冷，并将退火炉的温度降至320℃；第四、退火炉的温度降至320℃后，采用水冷的方式，将退火炉的温度由320℃降至100℃。
3.根据权利要求2所述的一种SK85碳素工具钢的加工工艺，其特征在于，在去应力退火时，在进行升温前需做爆鸣试验，确保甲醇裂解炉内氢气的纯度；在整个升温及保温过程中，实际温度值与工艺温度值的差值小于10℃。
4.根据权利要求1所述的一种SK85碳素工具钢的加工工艺，其特征在于，酸洗时，去应力退火卷板酸洗前后的厚度的负差小于0.15mm，酸洗槽的数量为两个，钝化槽的数量为一个，中和槽的数量为一个，两个酸洗槽的酸洗浓度分别为18％至22％、15％至18％，两个酸洗槽内的酸位为380mm至420mm，酸液温度为50℃至70℃，中和槽的PH值为11至13，钝化槽的PH值为7至8，钝化槽的温度值为40℃至50℃,酸洗生产线的清洗速度为5m/min至15m/min。
5.根据权利要求1所述的一种SK85碳素工具钢的加工工艺，其特征在于，在软化退火时，首先、将退火炉全速升温至320℃，且在升温至320℃后保温2h；其次、退火炉在320℃的温度下保温2h后，将退火炉全速升至680℃，且在升温至680℃后保温2h；再次、退火炉在680℃的温度下保温2h后，将退火炉全速升温至730℃，且在升温至730℃后保温14h；第四、退火炉在730℃的温度下保温14h后，随炉冷却到650℃；第五、随炉冷却到650℃后对退火炉进行换罩风冷，并将退火炉的温度降至320℃；第六、退火炉的温度降至320℃后，采用水冷的方式，将退火炉的温度由320℃降至100℃出炉。
6.根据权利要求5所述的一种SK85碳素工具钢的加工工艺，其特征在于，在软化退火时，在进行升温前需做爆鸣试验，确保甲醇裂解炉内氢气的纯度；在整个升温及保温过程中，实际温度值与工艺温度值的差值小于10℃。
7.根据权利要求1所述的一种SK85碳素工具钢的加工工艺，其特征在于，在球化退火时，首先、将退火炉全速升温至320℃，且在升温至320℃后保温2h；其次、退火炉在320℃的温度下保温2h后，将退火炉全速升至680℃，且在升温至680℃后保温2h；再次、退火炉在680℃的温度下保温2h后，将退火炉在全速升温至750℃，且在升温至750℃后保温4h；第四、退火炉在750℃的温度下保温4h后，随炉冷却到720℃，且在720℃的温度下保温2h；第五、退火炉在720℃的温度下保温2h后，将退火炉全速升温至750℃，且在升温至750℃后保温4h；第六、退火炉在750℃的温度下保温4h后，随炉冷却到720℃，且在720℃的温度下保温2h；第七；退火炉在720℃的温度下保温2h后，将退火炉全速升温至750℃，且在升温至750℃后保温4h；第八、退火炉在750℃的温度下保温4h后，随炉冷却到720℃，且在720℃的温度下保温2h；第九、退火炉在720℃的温度下保温2h后，将退火炉全速升温至750℃，且在升温至750℃后保温4h；第十、退火炉在750℃的温度下保温4h后，随炉冷却到650℃；第十一、在采用随炉冷却的方式将退火炉的温度降至650℃后，对退火炉进行换罩风冷，并将退火炉的温度降至320℃；第十二、火炉的温度降至320℃后，采用水冷的方式，将退火炉的温度由320℃降至80℃。
8.根据权利要求7所述的一种SK85碳素工具钢的加工工艺，其特征在于，在球化退火时，在进行升温前需做爆鸣试验，确保甲醇裂解炉内氢气的纯度；在整个升温及保温过程中，实际温度值与工艺温度值的差值小于10℃。
9.根据权利要求1所述的一种SK85碳素工具钢的加工工艺，其特征在于，在进行纵剪分条前，需先利用万能试验机和硬度计对精轧卷板的硬度进行检测，并且精轧卷板的硬度值的合格范围为HV170至HV250；对硬度值合格的精轧球化退火卷板进行金相检测，将金相检测也合格的精轧球化退火卷板投入到小分条机上。
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