[發(fā)明專利]一種連軋管機(jī)限動芯棒的制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010556945.3
• 申請日: 2010-11-23
• 公開（公告）號: CN102000954A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝珍勇;歐陽明;羅通偉;余志川;胡峰榮;黎強(qiáng);屈小科
• 申請（專利權(quán)）人: 攀鋼集團(tuán)鋼鐵釩鈦股份有限公司;攀鋼集團(tuán)江油長城特殊鋼有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;C22C38/24;C22C33/04;C21D8/00
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務(wù)所 51106
• 代理人: 劉克勤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鐵基合金鋼產(chǎn)品的制造方法，涉及一種連軋管機(jī)限動芯棒的制造方法，特別涉及4Cr5MoSiV1連軋管機(jī)限動芯棒的制造方法。生產(chǎn)的產(chǎn)品適用作無縫鋼管連軋機(jī)組用限動芯棒。

背景技術(shù)

限動芯棒是無縫鋼管連軋機(jī)組的重要熱變形工具。當(dāng)連軋管機(jī)組軋制鋼管時，實心管坯經(jīng)過穿孔機(jī)加工成空心管坯后，進(jìn)入連軋管機(jī)組軋制鋼管。在連軋機(jī)組軋制過程中，軋輥擠壓管坯的外壁，限動芯棒擠壓管坯的內(nèi)壁，使管坯金屬產(chǎn)生擠壓變形。

限動芯棒常用鋼種為X35CrMoV05KU(意)，相當(dāng)于國家標(biāo)準(zhǔn)GB1299中的4Cr5MoSiV1，或美國ASTM?A681標(biāo)準(zhǔn)中的H13。芯棒的制造、檢測、驗收通常執(zhí)行意大利的INNSE標(biāo)準(zhǔn)，化學(xué)成份、機(jī)械性能要求和非金屬夾雜物規(guī)定值如下：

表1、化學(xué)成份(％)

表2、室溫機(jī)械性能

芯棒淬火和回火后的奧氏體晶粒度應(yīng)不低于8級。芯棒淬火和回火后的整體硬度為350-390HB，并且同一支芯棒上的最大硬度值與最小硬度值的硬度值之差最大不超過30HB。

表3、非金屬夾雜物(按ASTM?E45標(biāo)準(zhǔn))

4Cr5MoSiV1(H13)鋼是一種通用熱作模具鋼，該鋼含有Cr、Si、Mn、Mo、V等合金元素，具有很高的淬透性；并且，由于Mo、V等合金元素阻礙晶粒長大，經(jīng)過1050℃以下高溫加熱淬火仍能保持較細(xì)的晶粒尺寸；高溫回火后析出Mo2C和V4C3型碳化物，具有二次硬化特性。經(jīng)過適當(dāng)?shù)拇慊稹⒒鼗馃崽幚砗螅撲摽色@得較高的硬度、強(qiáng)度、韌性和耐熱疲勞性，并具有良好的高溫強(qiáng)度和較好的抗回火軟化性能。同時，由于該鋼含有較高的Cr和Si，熱處理后具有較好的抗氧化性和抗蝕性。由于4Cr5MoSiV1(H13)鋼具有上述優(yōu)良的綜合性能，所以被廣泛應(yīng)用于限動芯棒材料。

但是，由于該鋼含有較大量的Cr、Mo、V等強(qiáng)碳化物形成元素，在凝固中因為選分結(jié)晶的作用，高熔點的碳化物首先形核結(jié)晶，形成碳與合金元素富集區(qū)域。鑄錠中的粗大枝晶經(jīng)過鍛造、軋制等熱加工后沿變形方向被拉長，形成碳與合金元素富集區(qū)與貧化區(qū)交替分布的帶狀組織，從而造成力學(xué)性能的各向異性。帶狀組織中碳與合金元素富集區(qū)與貧化區(qū)經(jīng)過退火及最終淬回火熱處理后顯微組織不同，并且由于存在與基體組織性質(zhì)相差懸殊的一次碳化物，導(dǎo)致基體連續(xù)性被破壞，容易造成局部應(yīng)力集中，在外來應(yīng)力作用下成為裂紋源，明顯降低鋼的韌性。尤其是大截面的鋼材，其心部的橫向沖擊韌性往往只有表面縱向韌性的30％～40％。

現(xiàn)有技術(shù)中，限動芯棒的生產(chǎn)工藝采用爐外精煉常規(guī)鑄造鋼錠，縮孔、疏松、粗大的中心等軸晶區(qū)、A型和V型偏析以及尾部沉積錐等組織結(jié)構(gòu)缺陷在大鋼錠中仍然存在，并且，由于常規(guī)鑄造鋼錠冷卻速度緩慢，二次枝晶間距大，宏觀偏析和微觀偏析嚴(yán)重。尤其H13鋼屬于含C0.4％的5％Cr型合金工具鋼，液固相線溫差大，鋼錠中柱狀晶發(fā)達(dá)，枝晶間的內(nèi)縮孔造成致密性降低，中心等軸晶區(qū)碳與合金元素偏析嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種能夠全面滿足限動芯棒性能要求、特別是橫向沖擊韌性的連軋管機(jī)限動芯棒的制造方法。

本發(fā)明采用偏心爐底出鋼電爐、鋼包精煉和真空去氣(EBT+LF+VD)冶煉，初軋機(jī)軋制電極，雙極串聯(lián)電渣重熔，鍛造開坯后軋制芯棒毛坯，經(jīng)過退火、粗車以及預(yù)備熱處理后，進(jìn)行淬火+高溫回火成品調(diào)質(zhì)熱處理，最后精車、鍍鉻，制得4Cr5MoSiV1限動芯棒，具體內(nèi)容如下。

本發(fā)明的內(nèi)容是：一種連軋管機(jī)限動芯棒的制造方法，其特征是包括下列步驟：

a、冶煉：采用偏心爐底出鋼電爐初次冶煉、LF加熱爐鋼包精煉和VD爐真空去氣工藝冶煉，獲得的鋼的組成和質(zhì)量百分比例為C?0.30～0.38％、Mn≤0.60％、Si?0.70～1.20％、S+P≤0.020％、S≤0.008％、Cr?4.50～5.50％、Mo?1.30～1.70％、V?0.70～1.20％、余量為鐵；出鋼后澆注成2.8～3.5t方錠；

b、軋制電渣重熔電極：將2.8～3.5t方錠在≥500℃溫度下紅送至軋機(jī)初軋開坯成規(guī)格為厚250×寬470～500mm，經(jīng)退火、研磨、切除頭尾后即制得電渣重熔用電極；