[發明專利]一種低成本控制合金工具鋼脫碳深度的生產方法

有效

• 申請號: 202011105231.0
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112280959B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 屠興壙;梁素英;周淼;蘇振偉;高協清;左錦中
• 申請（專利權）人: 中天鋼鐵集團有限公司;常州中天特鋼有限公司
• 主分類號: C21D8/06
• 分類號: C21D8/06
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 李楠

本發明公開一種低成本控制合金工具鋼脫碳深度的生產方法，采用“連鑄坯加熱?軋制中間坯?中間坯角部精整?中間坯加熱?軋制盤條”的軋制工藝。在連鑄坯加熱中，通過延長均熱段時間及均熱段溫度利于成分均勻；連鑄坯軋制為中間坯，采用中間坯入坑緩冷，防止中間坯冷卻不均造成彎曲；中間坯出坑后進行角部精整，去除角部脫碳層及混合組織；在中間坯加熱中，控制加熱溫度、時間及爐內殘氧，防止加熱過程造成中間坯表面脫碳；盤條吐絲后，入保溫罩前通過風機快冷，避免兩相區脫碳。本發明僅需角部精整去除脫碳層及以珠光體為主的混合組織，與中間坯采用全精整相比，不僅滿足高端合金工具疲勞壽命要求，且噸鋼降低生產成本可達150元。

技術領域

本發明屬于軋制技術領域，涉及一種合金工具鋼盤條的生產方法，具體的說是一種低成本控制合金工具鋼脫碳深度的生產方法。

背景技術

合金工具鋼是在碳素工具鋼的基礎上加入鉻、鉬、釩等合金元素，以提高淬透性、韌性、耐磨性和耐熱性的一類鋼種，主要用于制造量具、刃具、耐沖擊工具和冷、熱模具及一些特殊用途的工具。

電動手動工具用鋼為合金工具鋼中要求更高的鋼種，要求具有高的扭矩、硬度、耐磨性、沖擊韌性及服役疲勞性能，故成分設計中添加碳、硅、釩、鉬、鎳等合金元素固溶強化、沉淀強化、細晶強化等，以滿足性能要求。由于該鋼種成分設計的特殊性，成分中碳含量較高，同時成分中硅、鉬合金元素提高碳在奧氏體中的活度，增大其擴散系數，故其脫碳傾向性大，在加熱或兩相區易出現臨近的碳在間隙固溶體中不斷向外擴散，使得有足夠碳與氧結合，最終使鋼的表層碳濃度降低的現象。而該產品為滿足其高疲勞性能，對表面脫碳深度要求極為苛刻。

高檔次合金工具鋼為確保工具的服役性能，一般采用第一次高溫加熱軋制中間坯，確保成分均質化，第二次低溫加熱軋制盤條，為確保盤條的表面脫碳滿足要求，通常對中間坯進行面部及角部精整，而對中間坯表面脫碳分布及對軋制為盤條后脫碳的影響分析較少。專利CN108396128A公開了一種大方坯合金工具鋼線材表面脫碳的控制方法，開坯后通過對中間坯面部及角部進行修磨，同時控制中間坯加熱溫度、時間和軋后快冷來控制盤條脫碳深度，需對中間坯進行面部和角部修磨，中間坯鋼材消耗多，且中間坯加熱過程均熱段溫度控制范圍窄，空燃比控制較高，對現場組織生產及脫碳深度控制難度大。故亟需一種低成本控制合金工具鋼脫碳深度的生產方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種低成本控制合金工具鋼脫碳深度的生產方法，采用該方法生產的盤條脫碳深度淺、顯微組織均勻、成品工具性能穩定、使用壽命長。

為了達到上述目的，一種低成本控制合金工具鋼脫碳深度的生產方法，包括如下步驟：連鑄坯加熱軋制中間坯工序、中間坯入坑緩冷工序、中間坯角部精整工序、中間坯加熱工序及軋制盤條工序；

其中：

(1)連鑄坯加熱軋制中間坯工序，采用三段式加熱制度，包括依次進行的預熱段、加熱段及均熱段，其中其中預熱段溫度為600～900℃，預熱段時間為50～100分鐘，加熱段溫度為1000～1220℃，加熱段時間為60～120分鐘，均熱段加熱溫度為1200～1250℃，加熱時間為180～240分鐘；(通過對均熱段的溫度和時間的設定，實現高溫擴散，讓成分擴散均勻)，軋制中間坯；

(2)中間坯入坑緩冷工序，中間坯入坑前溫度大于500℃，坑冷時間大于12小時；

(3)中間坯角部精整工序，采用砂輪去除角部最外層脫碳層，及最外層脫碳層與基體組織之間的混合組織層，混合組織層為由于角部二維緩冷析出的以含有珠光體、貝氏體和鐵素體的混合組織層，角部去除深度為8～15mm，倒角寬度為15～25mm；