CN114130835A - 一种应用于高速高负荷轴的35CrMnSiA圆钢的生产方法 - Google Patents

一种应用于高速高负荷轴的35CrMnSiA圆钢的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于冶金的技术领域，具体的涉及一种应用于高速高负荷轴的35CrMnSiA圆钢的生产方法。所述35CrMnSiA圆钢的生产方法，包括以下步骤：(1)生产连铸坯；(2)加热；(3)高压水除鳞；(4)粗轧；(5)切头；(6)精轧；(7)冷床冷却；(8)缓冷坑缓冷；(9)扒皮；(10)圆钢检验、包装、入库。该生产方法综合设计加热、轧制、冷却以及扒皮工序，生产出高质量的φ160规格35CrMnSiA圆钢，满足高速高负荷轴用钢的需求。生产所得的圆钢机械强度好，对恶劣环境具有良好的适应性。

Description

一种应用于高速高负荷轴的35CrMnSiA圆钢的生产方法
技术领域
本发明属于冶金的技术领域，具体的涉及一种应用于高速高负荷轴的35CrMnSiA圆钢的生产方法。
背景技术
高速高负荷轴应用于生产较复杂的工况条件下，主要用钢为35CrMnSiA。由于高速高负荷轴，长期工作在较复杂的工况条件下，工作条件恶劣，对制作高速高负荷轴所用钢材的性能要求十分严格，要求热处理后具备优异的综合力学性能，高强度，强韧性，较好的焊接性以及加工成型性。可见35CrMnSiA钢材质量的高低直接影响制作所得的高速高负荷轴的寿命，控制并提高35CrMnSiA质量具有重要的意义。
但是目前35CrMnSiA钢材的生产难度大，生产质量水平不高，生产工艺主要存在以下缺陷：(1)轧制总延伸系数小以及粗轧压下量小，导致晶粒度细化不足；(2)钢材不进行表面扒皮，使得钢材表面存在脱碳层以及麻坑等表面缺陷，难以把握其原材料的机械性能，导致高速高负荷轴的故障率高。所生产的35CrMnSiA钢材力学性能差，现有φ160mm规格35CrMnSiA圆钢屈服强度在1282～1308MPa，抗拉强度在1620～1654MPa，冲击功在31～45J，无法完全满足高速高负荷轴用钢的需求。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在的缺陷而提供一种应用于高速高负荷轴的35CrMnSiA圆钢的生产方法，该生产方法综合设计加热、轧制、冷却以及扒皮工序，生产出高质量的φ160规格35CrMnSiA圆钢，满足高速高负荷轴用钢的需求。生产所得圆钢机械强度好，对恶劣环境具有良好的适应性。
本发明的技术方案为：一种应用于高速高负荷轴的35CrMnSiA圆钢的生产方法，包括以下步骤：
(1)生产连铸坯：所生产的连铸坯为φ650mm；
(2)加热：将步骤(1)生产的连铸坯装入加热炉内进行加热，预热段温度为650～800℃，加热Ⅰ段温度为1080～1150℃，加热Ⅱ段温度为1220～1240℃，均热段温度为1210～1240℃；总加热时间在7.1～8.5h；温度过高则易出现过热、过烧等加热质量缺陷；温度过低则轧辊孔型磨损加快，甚至出现断辊；
(3)高压水除鳞：连铸坯进入高压水除鳞装置，去除表面氧化铁皮；
(4)粗轧：开轧温度控制在1120～1180℃；采用大压下轧制，道次压下量为60mm～90mm，轧制13道次，将φ650mm的35CrMnSiA连铸坯轧制成厚度为252～255mm，宽度为252～255mm的方形半成品；粗轧总延伸系数为5.103～5.225；
(5)切头；
(6)精轧：采用6道次精轧，将步骤(4)所得方形半成品轧出直径在φ170～171mm的棒材半成品；终轧温度为920～1000℃；精轧总延伸系数为2.765～2.865；
(7)冷床冷却：将步骤(6)精轧所得棒材半成品锯切定尺后，进入冷床冷却，棒材在冷床上间隔1～2个齿距排列，上冷床温度为700～800℃；
(8)缓冷坑缓冷：待棒材半成品冷床冷却后收集进缓冷坑，入缓冷坑温度为450～540℃，缓冷时间为48小时；
(9)扒皮：将缓冷后的直径为φ170～171mm的棒材半成品扒皮成直径为φ160mm的成品圆钢；
(10)圆钢检验、包装、入库。
所述步骤(1)中生产所得的连铸坯以重量百分比计包括以下成分：碳0.35～0.39％；硅1.25～1.32％；锰0.90～0.95％；磷≤0.018％；硫≤0.015％；铜≤0.15％；铬1.20～1.28％；镍≤0.10％；钼≤0.10％；铝0.015～0.030％；余量为铁及其他不可避免的元素。
所述步骤(3)中高压水除鳞的水压为20～24MPa。
所述步骤(3)中高压水除鳞的水压为22MPa。
所述步骤(4)中粗轧采用1架两辊可逆轧机。
所述步骤(6)中精轧采用6机架精轧机组；轧机采用立式、水平交替布置。
所述生产方法制得的应用于高速高负荷轴的35CrMnSiA圆钢。
本发明的有益效果为：本发明针对现有35CrMnSiA圆钢生产所存在的缺陷进行综合设计、优化加热、轧制、冷却以及扒皮工序，其中该方法中轧制的总延伸系数为14.109～14.969，轧制后其内部质量好；通过扒皮工序的设计使得所得圆钢表面光亮、无划伤、无麻点。所得产品φ160规格35CrMnSiA圆钢，尺寸精度高，表面质量好，具备高强度、高韧性，屈服强度≥1499MPa，抗拉强度≥1795MPa，冲击功≥95J，满足高速高负荷轴用户的需求。
具体实施方式
下面以具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
所述应用于高速高负荷轴的35CrMnSiA圆钢的生产方法，包括以下步骤：
(1)生产连铸坯：选用100吨电炉→LF炉精炼+VD真空脱气处理→连铸的生产工艺流程生产φ650mm的35CrMnSiA连铸坯，所得的连铸坯以重量百分比计包括以下成分：碳0.35～0.39％；硅1.25～1.32％；锰0.90～0.95％；磷≤0.018％；硫≤0.015％；铜≤0.15％；铬1.20～1.28％；镍≤0.10％；钼≤0.10％；铝0.015～0.030％；余量为铁及其他不可避免的元素；
(2)加热：将步骤(1)生产的连铸坯装入加热炉内进行加热，预热段温度为700℃，加热Ⅰ段温度为1100℃，加热Ⅱ段温度为1220℃，均热段温度为1220℃；总加热时间为7.5h；温度过高则易出现过热、过烧等加热质量缺陷；温度过低则轧辊孔型磨损加快，甚至出现断辊；
(3)高压水除鳞：连铸坯进入高压水除鳞装置，水压为23MPa，去除表面氧化铁皮；
(4)粗轧：连铸坯进入1架两辊可逆轧机进行粗轧，开轧温度控制在1120～1180℃；采用大压下轧制，道次压下量为60mm～90mm，轧制13道次，将φ650mm的35CrMnSiA连铸坯轧制成厚度为253mm，宽度为253mm的方形半成品；粗轧总延伸系数为5.184；
(5)切头：粗轧后的轧件切除头部缺陷；
(6)精轧：轧件进入6机架精轧机组，采用6道次精轧，轧机采用立式、水平交替布置，将步骤(4)所得方形半成品轧出直径在φ170mm的棒材半成品；终轧温度为920～1000℃；精轧总延伸系数为2.820；
(7)冷床冷却：将步骤(6)精轧所得棒材半成品锯切定尺后，进入冷床冷却，棒材在冷床上间隔1～2个齿距排列，上冷床温度为700～800℃；
(8)缓冷坑缓冷：待棒材半成品冷床冷却后收集进缓冷坑，入缓冷坑温度为450～540℃，缓冷时间为48小时；
(9)扒皮：将缓冷后的直径为φ170mm的棒材半成品经无芯修磨机扒皮成直径为φ160mm的成品圆钢；
(10)圆钢检验，圆钢的尺寸及允许偏差应符合GB/T 702中Ⅱ组规定；包装；入库。
实施例1所得圆钢的屈服强度为1521MPa，抗拉强度为1810MPa，冲击功为103J。
实施例2
所述应用于高速高负荷轴的35CrMnSiA圆钢的生产方法，包括以下步骤：
(1)生产连铸坯：选用100吨电炉→LF炉精炼+VD真空脱气处理→连铸的生产工艺流程生产φ650mm的35CrMnSiA连铸坯，所得的连铸坯以重量百分比计包括以下成分：碳0.35～0.39％；硅1.25～1.32％；锰0.90～0.95％；磷≤0.018％；硫≤0.015％；铜≤0.15％；铬1.20～1.28％；镍≤0.10％；钼≤0.10％；铝0.015～0.030％；余量为铁及其他不可避免的元素；
(2)加热：将步骤(1)生产的连铸坯装入加热炉内进行加热，预热段温度为750℃，加热Ⅰ段温度为1120℃，加热Ⅱ段温度为1230℃，均热段温度为1220℃；总加热时间为8h；温度过高则易出现过热、过烧等加热质量缺陷；温度过低则轧辊孔型磨损加快，甚至出现断辊；
(3)高压水除鳞：连铸坯进入高压水除鳞装置，水压为23MPa，去除表面氧化铁皮；
(4)粗轧：连铸坯进入1架两辊可逆轧机进行粗轧，开轧温度控制在1120～1180℃；采用大压下轧制，道次压下量为60mm～90mm，轧制13道次，将φ650mm的35CrMnSiA连铸坯轧制成厚度为254mm，宽度为254mm的方形半成品；粗轧总延伸系数为5.143；
(5)切头：粗轧后的轧件切除头部缺陷；
(6)精轧：轧件进入6机架精轧机组，采用6道次精轧，轧机采用立式、水平交替布置，将步骤(4)所得方形半成品轧出直径在φ170.5mm的棒材半成品；终轧温度为920～1000℃；精轧总延伸系数为2.826；
(7)冷床冷却：将步骤(6)精轧所得棒材半成品锯切定尺后，进入冷床冷却，棒材在冷床上间隔1～2个齿距排列，上冷床温度为700～800℃；
(8)缓冷坑缓冷：待棒材半成品冷床冷却后收集进缓冷坑，入缓冷坑温度为450～540℃，缓冷时间为48小时；
(9)扒皮：将缓冷后的直径为φ170.5mm的棒材半成品经无芯修磨机扒皮成直径为φ160mm的成品圆钢；
(10)圆钢检验、包装、入库。
实施例2所得圆钢的屈服强度为1515MPa，抗拉强度为1808MPa，冲击功为99J。
实施例3
所述应用于高速高负荷轴的35CrMnSiA圆钢的生产方法，包括以下步骤：
(1)生产连铸坯：选用100吨电炉→LF炉精炼+VD真空脱气处理→连铸的生产工艺流程生产φ650mm的35CrMnSiA连铸坯，所得的连铸坯以重量百分比计包括以下成分：碳0.35～0.39％；硅1.25～1.32％；锰0.90～0.95％；磷≤0.018％；硫≤0.015％；铜≤0.15％；铬1.20～1.28％；镍≤0.10％；钼≤0.10％；铝0.015～0.030％；余量为铁及其他不可避免的元素；
(2)加热：将步骤(1)生产的连铸坯装入加热炉内进行加热，预热段温度为800℃，加热Ⅰ段温度为1150℃，加热Ⅱ段温度为1240℃，均热段温度为1220℃；总加热时间为8.5h；温度过高则易出现过热、过烧等加热质量缺陷；温度过低则轧辊孔型磨损加快，甚至出现断辊；
(3)高压水除鳞：连铸坯进入高压水除鳞装置，水压为23MPa，去除表面氧化铁皮；
(4)粗轧：连铸坯进入1架两辊可逆轧机进行粗轧，开轧温度控制在1120～1180℃；采用大压下轧制，道次压下量为60mm～90mm，轧制13道次，将φ650mm的35CrMnSiA连铸坯轧制成厚度为255mm，宽度为255mm的方形半成品；粗轧总延伸系数为5.103；
(5)切头：粗轧后的轧件切除头部缺陷；
(6)精轧：轧件进入6机架精轧机组，采用6道次精轧，轧机采用立式、水平交替布置，将步骤(4)所得方形半成品轧出直径在φ171mm的棒材半成品；终轧温度为920～1000℃；精轧总延伸系数为2.831；
(7)冷床冷却：将步骤(6)精轧所得棒材半成品锯切定尺后，进入冷床冷却，棒材在冷床上间隔1～2个齿距排列，上冷床温度为700～800℃；
(8)缓冷坑缓冷：待棒材半成品冷床冷却后收集进缓冷坑，入缓冷坑温度为450～540℃，缓冷时间为48小时；
(9)扒皮：将缓冷后的直径为φ171mm的棒材半成品经无芯修磨机扒皮成直径为φ160mm的成品圆钢；
(10)圆钢检验、包装、入库。
实施例3所得圆钢的屈服强度为1499MPa，抗拉强度为1798MPa，冲击功为95J。

Claims (7)

1.一种应用于高速高负荷轴的35CrMnSiA圆钢的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)生产连铸坯：所生产的连铸坯为φ650mm；
(2)加热：将步骤(1)生产的连铸坯装入加热炉内进行加热，预热段温度为650～800℃，加热Ⅰ段温度为1080～1150℃，加热Ⅱ段温度为1220～1240℃，均热段温度为1210～1240℃；总加热时间在7.1～8.5h；
(3)高压水除鳞；
(4)粗轧：开轧温度控制在1120～1180℃；采用大压下轧制，道次压下量为60mm～90mm，轧制13道次，将φ650mm的35CrMnSiA连铸坯轧制成厚度为252～255mm，宽度为252～255mm的方形半成品；粗轧总延伸系数为5.103～5.225；
(5)切头；
(6)精轧：采用6道次精轧，将步骤(4)所得方形半成品轧出直径在φ170～171mm的棒材半成品；终轧温度为920～1000℃；精轧总延伸系数为2.765～2.865；
(7)冷床冷却：将步骤(6)精轧所得棒材半成品锯切定尺后，进入冷床冷却，棒材在冷床上间隔1～2个齿距排列，上冷床温度为700～800℃；
(8)缓冷坑缓冷：待棒材半成品冷床冷却后收集进缓冷坑，入缓冷坑温度为450～540℃，缓冷时间为48小时；
(9)扒皮：将缓冷后的直径为φ170～171mm的棒材半成品扒皮成直径为φ160mm的成品圆钢；
(10)圆钢检验、包装、入库。
2.根据权利要求1所述应用于高速高负荷轴的35CrMnSiA圆钢的生产方法，其特征在于，所述步骤(1)中生产所得的连铸坯以重量百分比计包括以下成分：碳0.35～0.39％；硅1.25～1.32％；锰0.90～0.95％；磷≤0.018％；硫≤0.015％；铜≤0.15％；铬1.20～1.28％；镍≤0.10％；钼≤0.10％；铝0.015～0.030％；余量为铁及其他不可避免的元素。
3.根据权利要求1所述应用于高速高负荷轴的35CrMnSiA圆钢的生产方法，其特征在于，所述步骤(3)中高压水除鳞的水压为20～24MPa。
4.根据权利要求3所述应用于高速高负荷轴的35CrMnSiA圆钢的生产方法，其特征在于，所述步骤(3)中高压水除鳞的水压为22MPa。
5.根据权利要求1所述应用于高速高负荷轴的35CrMnSiA圆钢的生产方法，其特征在于，所述步骤(4)中粗轧采用1架两辊可逆轧机。
6.根据权利要求1所述应用于高速高负荷轴的35CrMnSiA圆钢的生产方法，其特征在于，所述步骤(6)中精轧采用6机架精轧机组；轧机采用立式、水平交替布置。
7.如权利要求1-6任一项所述生产方法制得的应用于高速高负荷轴的35CrMnSiA圆钢。
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刘超群;王宝;马丙涛;闻小德;刘兵;: "35CrMnSiA大规格连铸圆坯加热工艺的改进", 中国冶金, no. 02, pages 50 - 52 *
许荣昌;: "高品质轴承钢生产技术综述", 莱钢科技, no. 02, pages 5 - 8 *

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CN114130835B (zh) 2023-10-03

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