JP5587505B2 - 圧延製品をせん断するためのせん断機及び関連した製造方法 - Google Patents
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Description
・冷間せん断用の工具スチールで作られた刃の使用である。これは、二次硬度ピーク(スチールの焼き戻しダイアグラムを参照)周辺での焼き戻しによる熱処理によって、その材料の最大靱性を、硬度の比較的小さな損失と、結果として生じる耐摩耗性の損失とを犠牲にして、得ることを可能にする。これら刃は、二次ピーク周辺での焼き戻しにもかかわらず、高い耐摩耗性を示すが、熱衝撃に耐えることができず、より低い温度範囲で用いる場合、それらの靭性は、多くの場合、せん断、特にはより実質的な厚さのせん断を行うのに不十分となる。これらの影響は、深面割れの形成につながり、刃の更なる使用を危うくし、その破損を引き起こす;
・或いは、熱間せん断用の工具スチールで作られた刃の使用である。これは、このカテゴリーに予測される標準的な熱処理を受けた後に、実質的な厚さの冷間せん断を行うのにも十分な高い靱性と、良好な耐熱衝撃性とを示すが、反対に、上述したスチールよりも低い耐摩耗性を持ち、軟らかすぎで、それ故に、せん断した棒によって跡が付き易い。
・スチールの第1のインゴットを提供する段階であって、該スチールの化学組成が、質量百分率で、炭素0.45〜0.55%、ケイ素0.10〜0.30%、マンガン0.20〜0.50%、クロム4.00〜5.50%、モリブデン2.00〜3.00%、及びバナジウム0.45〜0.65%と、鉄及び避けられない不純物である残り部分とからなる段階;
・前記第1のインゴットのエレクトロスラグ再溶融を提供し、新たに凝固した第2のインゴットを得る段階;
・所定の形状を有する刃のブランクが得られるまで、前記第2のインゴットの圧延を提供する段階;
・それぞれが590〜610℃及び840〜860℃に等しい中間温度での2つの予熱工程によって、1035〜1055℃に含まれるスチールのオーステナイト化温度まで、刃を加熱することと、次いで、該刃を真空下で室温まで冷却することとからなる焼き入れサイクルを提供する段階;
・510℃〜550℃の温度での3回の焼き戻しサイクルを提供する段階。
・刃又はナイフの実用寿命を、小径(約16mm)の棒で約5倍、及び大径(約25mm〜32mm)の棒で約2.5倍、増大させる;
・刃の交換のために圧延機を停止させる回数を低減し、それ故に、生産の損失、刃の交換等の相対費用を低減する。
・材料の弾性の低下を犠牲にして、焼き入れ後の硬度を増加させるため、冷間せん断用のスチールと比較して減少した量のマンガン(Mn0.5%未満);
・耐摩耗性及びレジリエンスの低下を減らすため、冷間せん断用のスチールと比較して減少した量のケイ素(Si0.3%未満);
・十分な靱性を維持するため、せん断機の刃に適用するためのスチールに現在使用されているものに等しい量のクロム(Cr約5%);
・炭化モリブデンの形成を促進し、耐摩耗性、機械的特性及び耐熱性を増加させる目的で、冷間せん断用のスチールと比較して増大した量のモリブデン(Mo2.0%以上);
・非常に微細で、極めて硬い(約2000HV)炭化バナジウムの形成を有利に促進し、更には、耐摩耗性を改善し、微細構造を精錬し、切断端をより長い間保持できるバナジウムの存在(V約0.55%)。
・上述の組成を有する金属装填材料を溶融し、その溶融材料をインゴットモールド中に注ぎ、続いて溶融材料を凝固させ、第1のインゴットを形成させる;
・スラグを除去し、更には新たに凝固させる第2のインゴットの微細構造の均一性を増大させる目的で、移動インゴットモールドを用いて、前述の第1のインゴットのエレクトロスラグ再溶融(ESR)を行う;
・所定の形状を有する刃が作られるブランクを得るために、前述の第2のインゴットを圧延するが、厚みは、約60mm未満であるか又はそれに等しい;
・それぞれが590〜610℃及び840〜860℃に等しい中間温度での2つの予熱工程によって、約1035〜1055℃のスチールのオーステナイト化温度まで、刃を加熱することと、次いで、冷却速度10〜12℃/sにて、真空下、室温まで冷却することとからなる焼き入れサイクルを行う;
・510℃〜550℃の温度での3回の焼き戻しサイクルを行い、焼き戻しマルテンサイトで完全に構成され、硬度が56〜58HRCである微細構造を与える。
本発明に従うせん断機は、圧延機に備え付けられた焼き入れ焼き戻し機からの圧延製品の出口に配置され、前述の製品が150〜800℃の温度であるときに作動した。上記せん断機は、前述の焼き入れ焼き戻し機の下流で且つ冷却板又はベッドの上流にて有利に配置される。特定の変異形においては、上記せん断機が、焼き入れ焼き戻し機の下流直後に配置され、前述の焼き入れ焼き戻し機と前述のせん断機の間には更なる中間装置がない。
せん断機の刃を作るため、以下に示す好適な化学組成を質量百分率で有し、残り部分が鉄及び避けられない不純物である第1のスチールを選択した。
・上述の組成を有する金属装填材料を溶融し、その溶融材料をインゴットモールド中に注ぎ、続いて溶融材料を凝固させ、第1のインゴットを形成させる;
・スラグを除去し、更には新たに凝固させる第2のインゴットの微細構造の均一性を増大させる目的で、移動インゴットモールドを用いて、前述の第1のインゴットのエレクトロスラグ再溶融を行う;
・最大厚さが約60mmに等しい刃のブランクを得るために、前述の第2のインゴットを圧延する;
・それぞれが600℃及び850℃に等しい中間温度での2つの予熱工程によって、1050℃に等しいスチールのオーステナイト化温度まで刃を加熱することと、次いで、平均冷却速度を10〜12℃/sとするために3.5barに等しいN2圧力を用いて、真空下、室温まで冷却することとからなる焼き入れサイクルを行う;
・焼き戻しマルテンサイトで完全に構成され、硬度が57.1HRCである微細構造を得ることを可能にする、それぞれ550℃、550℃及び530℃に等しい温度での3回の連続する焼き戻しサイクルを行う。
せん断機の刃を作るため、以下に示す好適な化学組成を質量百分率で有し、残り部分が鉄及び避けられない不純物である第2のスチールを選択した。
・上述の組成を有する金属装填材料を溶融し、その溶融材料をインゴットモールド中に注ぎ、続いて溶融材料を凝固させ、第1のインゴットを形成させる;
・スラグを除去し、更には新たに凝固させる第2のインゴットの微細構造の均一性を増大させる目的で、移動インゴットモールドを用いて、前述の第1のインゴットのエレクトロスラグ再溶融を行う;
・最大厚さが約60mmに等しい刃のブランクを得るために、前述の第2のインゴットを圧延する;
・それぞれが610℃及び860℃に等しい中間温度での2つの予熱工程によって、1035℃に等しいスチールのオーステナイト化温度まで刃を加熱することと、次いで、平均冷却速度を10〜12℃/sとするために3.5barに等しいN2圧力を用いて、真空下、室温まで冷却することとからなる焼き入れサイクルを行う;
・焼き戻しマルテンサイトで完全に構成され、硬度が56.6HRCである微細構造を得ることを可能にする、それぞれ540℃、540℃及び510℃に等しい温度での3回の連続する焼き戻しサイクルを行う。
せん断機の刃を作るため、以下に示す好適な化学組成を質量百分率で有し、残り部分が鉄及び避けられない不純物である第3のスチールを選択した。
・上述の組成を有する金属装填材料を溶融し、その溶融材料をインゴットモールド中に注ぎ、続いて溶融材料を凝固させ、第1のインゴットを形成させる;
・スラグを除去し、更には新たに凝固させる第2のインゴットの微細構造の均一性を増大させる目的で、移動インゴットモールドを用いて、前述の第1のインゴットのエレクトロスラグ再溶融を行う;
・最大厚さが約60mmに等しい刃のブランクを得るために、前述の第2のインゴットを圧延する;
・それぞれが610℃及び860℃に等しい中間温度での2つの予熱工程によって、1040℃に等しいスチールのオーステナイト化温度まで刃を加熱することと、次いで、平均冷却速度を10〜12℃/sとするために3.5barに等しいN2圧力を用いて、真空下、室温まで冷却することとからなる焼き入れサイクルを行う;
・焼き戻しマルテンサイトで完全に構成され、硬度が56.3HRCである微細構造を得ることを可能にする、それぞれ540℃、540℃及び510℃に等しい温度での3回の連続する焼き戻しサイクルを行う。
せん断機の刃を作るため、以下に示す好適な化学組成を質量百分率で有し、残り部分が鉄及び避けられない不純物である第4のスチールを選択した。
・上述の組成を有する金属装填材料を溶融し、その溶融材料をインゴットモールド中に注ぎ、続いて溶融材料を凝固させ、第1のインゴットを形成させる;
・スラグを除去し、更には新たに凝固させる第2のインゴットの微細構造の均一性を増大させる目的で、移動インゴットモールドを用いて、前述の第1のインゴットのエレクトロスラグ再溶融を行う;
・最大厚さが約40mmに等しい刃のブランクを得るために、前述の第2のインゴットを圧延する;
・それぞれが610℃及び860℃に等しい中間温度での2つの予熱工程によって、1040℃に等しいスチールのオーステナイト化温度まで刃を加熱することと、次いで、平均冷却速度を10〜12℃/sとするために3.6barに等しいN2圧力を用いて、真空下、室温まで冷却することとからなる焼き入れサイクルを行う;
・焼き戻しマルテンサイトで完全に構成され、硬度が57.0HRCである微細構造を得ることを可能にする、それぞれ530℃、530℃及び510℃に等しい温度での3回の連続する焼き戻しサイクルを行う。
Claims (4)
- 圧延機用のせん断機であって、スチール製の刃を少なくとも1つ有しており、該スチールの化学組成が、質量百分率で、炭素0.45〜0.55%、ケイ素0.10〜0.30%、マンガン0.20〜0.50%、クロム4.00〜5.50%、モリブデン2.00〜3.00%、及びバナジウム0.45〜0.65%と、鉄及び避けられない不純物である残り部分とからなり、該スチールの微細構造が、焼き戻しマルテンサイトで構成される、せん断機。
- 圧延機における請求項1に記載のせん断機の使用であって、前記せん断機が、焼き入れ焼き戻し機の下流で且つ冷却板の上流に配置される、使用。
- 請求項2に記載のせん断機の使用であって、前記せん断機が、前記焼き入れ焼き戻し機の下流に配置され、前記焼き入れ焼き戻し機と前記せん断機の間に更なる中間の装置がない、使用。
- 請求項1に記載のせん断機の刃を作るための製造方法であって、
・スチールの第1のインゴットを提供する工程であって、該スチールの化学組成が、質量百分率で、炭素0.45〜0.55%、ケイ素0.10〜0.30%、マンガン0.20〜0.50%、クロム4.00〜5.50%、モリブデン2.00〜3.00%、及びバナジウム0.45〜0.65%と、鉄及び避けられない不純物である残り部分とからなる工程と;
・前記第1のインゴットのエレクトロスラグ再溶融を提供し、新たに凝固した第2のインゴットを得る工程と;
・所定の形状を有する刃のブランクが得られるまで、前記第2のインゴットの圧延を提供する工程と;
・それぞれが590〜610℃及び840〜860℃に等しい中間温度での2つの予熱工程によって、1035℃〜1055℃に含まれるスチールのオーステナイト化温度まで刃を加熱することと、次いで、該刃を真空下で周囲温度まで冷却することとからなる焼き入れサイクルを提供する工程と;
・510℃〜550℃の温度での3回の焼き戻しサイクルを提供する工程と
を含む、製造方法。
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