[發明專利]一種消除中碳鋼表面激冷層的軋制方法

有效

• 申請號: 202010858695.2
• 申請日: 2020-08-24
• 公開（公告）號: CN112090966B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 徐政新;魯強;龍開西;李小平;楊攀;陸鶴鳴
• 申請（專利權）人: 大冶特殊鋼有限公司
• 主分類號: B21B37/74
• 分類號: B21B37/74;B21B45/02;B21B1/00
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 榮紅穎;劉春成

本發明公開了一種消除中碳鋼表面激冷層的軋制方法，包括加熱、粗軋、中軋、第一次穿水冷卻、第二次穿水冷卻、精軋、第三次穿水冷卻和冷床冷卻工序；其中，所述第一次穿水冷卻工序位于所述中軋工序的過程中，所述第二次穿水冷卻工序位于所述中軋工序結束后精軋工序開始前；通過控制穿水冷卻工序的冷卻速度，即控制用于穿水冷卻工序的水箱開度，與精軋工序中的軋制速度來控制終軋溫度，所述終軋溫度為745～775℃。本發明通過采用合理的控扎控冷工藝，避免軋件在冷卻過程中表面溫度急劇降低，進而避免在軋件表面產生激冷層，使最終得到的鋼材達到采用離線正火工藝所能達到的質量要求，滿足客戶對材料在切削加工時硬度和組織需求。

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，涉及一種中碳鋼，尤其涉及一種采用控軋控冷工藝消除中碳鋼表面激冷層的軋制方法。

背景技術

中碳鋼正火材，如16B38，是一種冷加工用鋼，屬于易切結構鋼。該中碳鋼正火材的使用規格一般為Φ20mm～40mm，要求晶粒度≥5級，硬度為190～210HBW。常規工藝中，該中碳鋼正火材可采取離線正火工藝和在線正火工藝進行處理。其中，離線正火工藝為：鋼坯—加熱—軋制—冷卻—正火—矯直—探傷—精整—入庫；在線正火工藝為：鋼坯—加熱—軋制—控制冷卻—矯直—探傷—精整—入庫。

為了降低生產成本，目前中碳鋼通過控軋控冷代替離線正火交貨。但是，現有的控軋控冷工藝中，使用穿水冷卻對軋件進行快速制冷，由于軋件表面冷卻速度快，會導致軋件表面形成一層激冷層，深度約0.3mm，激冷層的組織為鐵素體+珠光體(F+P)，晶粒細小，這導致軋件在形成激冷層處的硬度相對于未形成激冷層的軋件的表面硬度明顯增加。對于需要進行表面精密加工的鋼材來說，如汽車用鋼，由于表面精密加工的加工量僅0.2-0.5mm，該加工量正好處于中碳鋼在常規控扎控冷工藝中形成的激冷層的厚度范圍內，由于激冷層的致密及細小的晶粒導致軋件表面淺層硬度，增加了軋件切削加工的難度，影響軋件切削加工的表面質量及切削效率，使刀具使用壽命降低約50％。

因此，合理設計一種控扎控冷工藝，避免鋼材在控扎控冷過程中產生的表面激冷層，既保證鋼材在切削加工時所需要的硬度和組織需求，又不增加鋼材的生產成本，在鋼材的生產加工中具有重要的意義。

發明內容

為了解決現有技術中采用控扎控冷工藝在鋼材表面產生激冷層的問題，本發明提供了一種消除中碳鋼表面激冷層的軋制方法，通過采用合理的控軋控冷工藝，防止鋼材表面產生激冷層，使最終生產得到的鋼材達到采用離線正火工藝所能達到的中碳鋼的質量要求，滿足客戶對材料在切削加工時的硬度和組織需求。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種消除中碳鋼表面激冷層的軋制方法，所述軋制方法包括加熱、粗軋、中軋、第一次穿水冷卻、第二次穿水冷卻、精軋、第三次穿水冷卻和冷床冷卻工序；其中，所述第一次穿水冷卻工序位于所述中軋工序的過程中，所述第二次穿水冷卻工序位于所述中軋工序結束后精軋工序開始前。

本發明在中軋、精軋軋制方法中，采用控軋控冷工藝將原料軋制成形；結合軋后冷卻工藝的控制，避免中碳鋼表面激冷層的產生，最終實現中碳鋼表面激冷層的全面消除。

上述軋制方法中，作為一種優選方式，精軋工序結束時的終軋溫度為745～775℃(例如，750℃、760℃、765℃、770℃)。

在本發明的軋制方法中，可以通過控制穿水冷卻工序的冷卻速度(即控制用于穿水冷卻工序的水箱開度與精軋工序中的軋制速度來控制所述終軋溫度；所述軋制速度為精軋工序的軋機入口速度，控制水箱開度是指控制水箱進水管閥門的開度來控制水的流量；優選地，所述精軋工序的軋機入口速度為2～10m/s。

上述軋制方法中，作為一種優選方式，所述中軋工序中，所述中軋的總道次為6～12道次(例如，8道次、10道次、12道次)。