CN1584065A - X210CrW12钢锭轧制开坯的生产方法 - Google Patents
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Abstract
X210CrW12钢锭轧制开坯的生产方法，其特征是采用均热炉加热+初轧机一火轧制，对≤1.3吨/支的电炉钢锭热轧开坯：(1)均热炉加热：钢锭入炉温度≤450℃保温150分钟；以≤80℃/h的速度升温至1170℃保温4.5小时，保温期间将钢锭进行翻身；钢锭阴阳面温差≤25℃出炉；(2)初轧机轧制：轧制前关闭轧辊的冷却水，轧辊预热；初轧机轧辊速度≤20转/分；开轧温度≥1130℃，终轧温度≥1060℃；压下道次40道，压下量≤30mm；钢坯回炉进行常规去应力退火热处理。实施本发明专利具有工艺简单、生产组织便捷的特点，冶金制造成本降低660元/吨钢以上，轧制钢坯及成品棒材的质量稳定可靠，检测结果符合标准规定，钢锭开坯、成材合格率100％，经济效益显著。
Description
技术领域
本发明涉及冶金行业模具钢热加工开坯的生产方法，尤其是指高合金冷作模具钢热加工开坯的生产方法。
背景技术
模具钢是特殊的合金钢，按用途来分，一般可分为热作模具钢和冷作模具钢二大类；按合金比(也就是合金含量)来分，一般可分为低合金模具钢和高合金(合金含量大于12％)模具钢二大类。高合金冷作模具钢是特殊的模具钢，能承受较重的载荷，且具有高的耐磨性，被广泛地使用于制造冷冲模、冷镦模、冷挤压模、拉丝模、滚丝模等模具材料。
X210CrW12高合金含钨冷作模具钢是一种特殊的高合金冷作模具钢，被广泛地应用于高强度成形模具的制造和发动机重要零部件的制造，其主要特点是：高碳(碳含量2.00～2.20％)、高合金(合金含量≥13％)、含钨(钨含量0.70～0.90％)、钢锭铸态组织是“钨类碳化物的莱氏体(莱氏体由于其特殊的形状和物理性能及不均匀性，塑性极差；钨类型碳化物在提高模具钢硬度的同时，也使模具钢塑性有所下降)”；热加工时，钨类碳化物使基体脆性增加，变形不均匀都会导致残余应力的增加，且受拉应力易聚集，温度低于980℃，塑性下降显著；因此，X210CrW12高合金含钨冷作模具钢的固有特性是：导热性低、塑性差、变形抗力大，过热较敏感，热加工温度范围比较窄，且热加工开坯易产生裂纹。
目前，X210CrW12模具钢的生产基本上采用“冶炼铸锭——锻压开坯”的传统生产工艺：≤1.3t的冶金模铸锭(主要是解决钨类型碳化物不均匀分布)经7至9个火次的锻造(锻锤轻打，锻造开坯)，完成140方mm规格的热加工开坯。金属成坯率低，生产周期长，冶金制造成本高。
发明内容
本发明开发一种X210CrW12钢锭轧制开坯的生产方法，用初轧机代替锻压机进行热加工开坯，轧制出合格的X210CrW12钢坯，解决了X210CrW12高合金含钨冷作模具钢生产周期长、金属成坯率低的问题，大大降低冶金制造的生产成本，满足用户要求和市场需要。
本发明提供的X210CrW12钢锭轧制开坯的生产方法，其特征是采用均热炉加热钢锭+初轧机(轧钢机)一火轧制的热加工开坯，将单支重量1.0～1.3吨的电炉钢锭热轧开坯成合格的X210CrW12高合金含钨冷作模具钢坯：
均热炉加热钢锭：
(1)钢锭的入炉温度400～450℃，保温120～150分钟；
(2)以60～80℃/h的速度加热升温至1165～1175℃(温度过低，不能保证钢的高温塑性；温度过高，钢的金相组织易粗化，导致轧制失败)；
(3)在1165～1175℃，保温4小时～4.5小时，保温期间，将钢锭进行翻身，使钢锭温度均匀，钢锭阴阳面温度差≤25℃；
(4)钢锭出均热炉，进入初轧机热加工轧制开坯；
初轧机轧制开坯
(5)轧制前，先关闭轧辊的冷却水，轴瓦的冷却水适当关小，且避免轴瓦的冷却水飞溅到辊身，轧辊预热至170～240℃温度；
(6)初轧机慢速轧制(破碎钢锭铸态中的钨类碳化物，最大限度地降低轧辊对轧件的拉应力)，轧辊速度10～20转/分；
(7)钢锭的开轧温度≥1130℃，终轧温度≥1060℃(若温度＜1060℃，钢的塑性下降很快，可能发生轧件开裂)；
(8)热加工轧制开坯时，压下道次38～43道，前20道次保持单向轧制，轧制压下量15～30mm(压下量太大，钢锭热加工开坯时，可能发生开裂现象；压下量太小，终轧温度过低，轧制开坯困难)；
(9)轧坯回退火炉进行常规去应力退火热处理。
和现有技术相比，本发明具有下列优点：
1、工艺合理，可操作性强；
2、生产周期大大缩短，生产组织便捷；
3、金属成坯率高，质量稳定；
4、冶金制造成本大大降低。
具体实施方案
某钢铁公司实施本发明专利，采用均热炉加热X210CrW12电炉钢锭(锭重1.20吨)+初轧机(800轧机)一火轧制的热加工开坯工艺，生产X210CrW12高合金含钨冷作模具钢坯(140×140mm)。均热炉加热钢锭：(1)钢锭的入炉温度440℃，保温120分钟；(2)以60℃/h的速度加热升温至1165～1175℃；(3)在1165～1175℃，保温4.5小时，保温期间，将钢锭进行翻身，使钢锭温度均匀，钢锭阴阳面温度差≤25℃；(4)钢锭出均热炉，进入初轧机热加工轧制开坯。初轧机轧制开坯：(1)轧制前，先关闭轧辊的冷却水，轴瓦的冷却水适当关小，且避免轴瓦的冷却水飞溅到辊身，轧辊预热至220℃温度；(2)初轧机慢速轧制(破碎钢锭铸态中的钨类碳化物，最大限度地降低轧辊对轧件的拉应力)，轧辊速度10～20转/分；(3)钢锭的开轧温度≥1130℃，终轧温度≥1060℃；(4)压下道次42道，前20道次保持单向轧制，轧制压下量23mm；(5)轧制开坯的成品钢坯(140×140mm)回退火炉进行常规去应力退火热处理。
实施本发明专利对X210CrW12钢锭进行热加工开坯，具有工艺简单、生产组织便捷、冶金制造成本低的特点，与传统的“冶炼铸锭——锻压开坯”生产工艺相比，不仅金属成坯率提高1～1.5％(达81.35％)以上，更重要的是：生产周期大大缩短，冶金制造成本降低660元/吨钢以上；热加工轧制开坯生产的140mm方钢坯及制成的Φ40mm成品棒材，内材质量稳定可靠，检测结果(见表一、表二)符合标准之规定，且钢坯表面质量优于锻压开坯，钢锭开坯、成材合格率100％，经济效益显著。
140mm2钢坯的金属成坯率、低倍质量
表1
| 编号 | 1.20t钢锭 | 140mm2钢坯 | 成坯率％ | 中松级 | 偏析级 | 共晶网状碳化物级 | ||
| 数量支 | 重量吨 | 数量支 | 重量吨 | |||||
| 1 | 8 | 9.30 | 32 | 7.58 | 81.50 | 1.5 | 1.5 | 4.5 |
| 2 | 8 | 9.11 | 32 | 7.43 | 81.60 | 2.0 | 1.5 | 4.5 |
Φ40mm成品材物理测试结果
表2
| 编号 | 规格(mm) | 中松(级) | 偏析(级) | 脱碳(mm) | 共晶网状碳化物(级) | 退火硬度(HB) |
| 标准规定 | φ40 | ≤3.0 | ≤6.0 | ≤0.85 | ≤3.5 | 217-269 |
| 1 | φ40 | 1.0 | 1.0 | 0.20 | 2.5 | 255 |
| 2 | φ40 | 1.0 | 1.0 | 0.20 | 2.5 | 239 |
| 3 | φ40 | 1.0 | 1.0 | 0.25 | 2.5 | 249 |
Claims (1)
1、X210CrW12钢锭轧制开坯的生产方法，其特征是采用均热炉加热钢锭+初轧机一火轧制的热加工开坯，将单支重量1.0～1.3吨的电炉钢锭热轧开坯成合格的X210CrW12高合金含钨冷作模具钢坯：
均热炉加热钢锭：
(1)钢锭的入炉温度400～450℃，保温120～150分钟；
(2)以60～80℃/h的速度加热升温至1165～1175℃；
(3)在1165～1175℃，保温4小时～4.5小时，保温期间，将钢锭进行翻身，使钢锭温度均匀，钢锭阴阳面温度差≤25℃；
(4)钢锭出均热炉，进入初轧机热加工轧制开坯；初轧机轧制开坯
(5)轧制前，先关闭轧辊的冷却水，轴瓦的冷却水适当关小，且避免轴瓦的冷却水飞溅到辊身，轧辊预热至170～240℃温度；
(6)初轧机慢速轧制，轧辊速度10～20转/分；
(7)钢锭的开轧温度≥1130℃，终轧温度≥1060℃；
(8)热加工轧制开坯时，压下道次38～43道，前20道次保持单向轧制，轧制压下量15～30mm；
(9)轧坯回退火炉进行常规去应力退火热处理。
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