专利名称：Cr12MoV轧制开坯的生产方法
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，一般可分为热作模具钢和冷作模具钢二大类。冷作模具钢又可一般可分为高碳低合金冷作模具钢、高碳高合金冷作模具钢二种。由于高碳高合金冷作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。
目前，高碳高合金冷作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≤1.5t的冶金模铸锭(主要是解决碳化物不均匀问题而作的考虑)，经6～8个火次的锻造，才能完成90×100mm、135方mm、140方mm规格的热加工开坯，生产周期长、成本高。
Cr12MoV是常见的高碳高合金冷作模具钢，其铸态组织是莱氏体，具有相当高的碳含量(1.45～1.7％)和合金元素(≥12％)。其固有的特性是导热性低、塑性差、变形抗力大，且过热较敏感(温度1200℃、σb＝0.8；＞1200℃，强度极限急剧下降)。热加工时，温度不均匀，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950℃，塑性下降显著，所以，热加工开坯属于易于产生裂纹的钢种。不难看出，该钢热加工温度范围比较窄，由此，长期以来，铸锭开坯都承袭依赖锻压完成，金属成坯率低、冶金制造成本高。
发明内容
本发明开发一种Cr12MoV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Cr12MoV钢坯，解决了高碳高合金冷作模具钢Cr12MoV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Cr12MoV轧制开坯的生产方法，其特征是采用“均热炉加热钢锭+初轧机二火轧制”的热加工开坯工艺，生产Cr12MoV钢坯热加工开坯第一火轧制要求(1)均热炉加热钢锭(A)钢锭重量1.0～1.5吨；(B)钢锭的入炉温度≤500℃，保温100～150分钟；(C)升温时，先以≤80℃/h的速度加热升温至770～850℃(严格控制Cr12MoV在低温及组织发生转变)，保温30～60分钟；再以≤100℃/h的速度升温至1160～1190℃；(D)在1160～1190℃，保温4小时～4.5小时，保温期间，将钢锭进行翻身，减小钢锭阴阳面温度差；(E)钢锭阴阳面温度差≤30℃，才能进行热加工开坯，进入初轧机第一火轧制；(2)初轧机热加工开坯要求(A)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；按排其它钢锭先轧制4～6支，轧辊预热至100～200℃温度，允许轧制Cr12MoV；(B)初轧机轧辊速度以爬行执行(类似压路机压实路面形式破碎钢锭铸态的柱状晶，最大限度地降低轧辊对轧件的拉应力)，轧辊速度≤10转/分；(C)钢锭的开轧温度≥1120℃，终轧温度≥1050℃，第一火压下规程道次25～34道；(D)钢锭在前20道次的初轧机平底孔轧制时，严格控制延伸率与表面展宽量，压下量≤20mm，且保持一个方向的轧制；(E)轧件回炉加热；热加工开坯第二火轧制要求(3)均热炉加热轧件(A)第一火轧件回炉加热，加热温度1160～1180℃，保温1～2小时，保温期间，将钢锭进行翻身；(B)钢锭阴阳面温度差≤30℃，才能进行热加工开坯，进入初轧机第二火轧制；
(4)初轧机热加工开坯要求(A)第二火轧制前，先关闭轧辊的冷却水，避免轴瓦的冷却水飞溅到辊身；轧辊预热温度100～200℃，才允许轧制Cr12MoV；(B)轧辊速度≤10转/分；(C)轧件的开轧温度≥1100℃，终轧温度≥1050℃，第二火压下规程道次20～30道；(D)轧件在初轧机平底孔、箱型孔轧制时，严格控制延伸率与表面展宽量，压下量≤40mm(轧件回炉加热后续轧时，钢锭铸态的柱状晶基本破碎，塑性有较大提高，压下量逐渐加大，改善碳化物形态和铸态疏松组织)；(E)轧坯回退火炉处理。
和现有技术相比，本发明具有下列优点1、工艺简单、可操作性强，生产组织便捷；2、生产周期大大缩短；3、金属成坯率大大提高；4、冶金制造成本大大降低。
图1是初轧机第一火轧制的均热炉钢锭加热工艺图2是初轧机第二火轧制的均热炉轧件加热工艺具体实施方案某钢铁公司实施本发明专利，采用均热炉加热钢锭(锭重1.15吨)+初轧机(800轧机)二火轧制的热加工开坯，生产Cr12MoV钢坯(140×140mm)。初轧机第一火轧制时，均热炉加热钢锭(A)钢锭的入炉温度＝480℃，保温2小时；(B)升温时，先以75℃/h的速度升温至810℃，保温50分钟；再以95℃/h的速度升温至1180～1190℃；(C)在1180～1190℃的温度下，钢锭保温2.5小时后进行翻身，减小钢锭阴阳面温度差，翻过身的钢锭再保温1.5小时；(D)钢锭阴阳面温度差≤30℃，才能进行热加工开坯，进入初轧机第一火轧制；初轧机热加工开坯(A)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；安排其它钢锭先轧制6支，使轧辊预热温度160℃；(B)初轧机轧辊速度以爬行执行，轧辊速度≤10转/分；(C)钢锭的开轧温度＝1140℃，终轧温度＝1050℃，第一火压下规程道次28道；(D)钢锭在前18道次的初轧机平底孔轧制时，严格控制延伸率与表面展宽量，压下量10～20mm(类似压路机压实路面形式破碎钢锭铸态的柱状晶，最大限度地降低轧辊对轧件的拉应力)，且保持一个方向的轧制；(E)轧件回均热炉再次加热。初轧机第二火轧制时，均热炉加热钢锭要求(A)第一火轧件回炉加热，加热温度1170～1180℃，保温1小时翻身，再保温半小时；(B)钢锭阴阳面温度差≤30℃，才能进行热加工开坯，进入初轧机第二火轧制；初轧机热加工开坯要求(A)第二火轧制前，关闭轧辊的冷却水，避免轴瓦的冷却水飞溅到辊身；轧辊预热温度＝150℃；(B)轧辊速度＝10转/分；(C)轧件的开轧温度＝1120℃，终轧温度＝1070℃，第二火压下规程道次27道；(D)轧件在初轧机平底孔、箱型孔轧制时，严格控制延伸率与表面展宽量(轧件回炉加热后续轧时，钢锭铸态的柱状晶基本破碎，塑性有较大提高，压下量逐渐加大，改善碳化物形态和铸态疏松组织)，压下量＝20～40mm；(F)轧坯回退火炉处理。实施本发明专利对Cr12MoV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，生产周期缩短10倍以上，金属成坯率81％以上，冶金制造成本降低600元/吨钢以上；由140方mm Cr12MoV(初轧机热加工开坯生产)制成的Φ65mm成品材，其内材质量均满足GB/T1299-2000标准之规定(见表一、表二)，符合产品质量要求，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。
初轧坯的金属成坯率、低倍质量表1
Φ65mm成品材低倍质量和退火硬度测试结果表2
权利要求
1.Cr12MoV轧制开坯的生产方法，其特征是采用“均热炉加热钢锭+初轧机二火轧制”的热加工开坯工艺，生产Cr12MoV钢坯热加工开坯第一火轧制要求(1)均热炉加热钢锭时(A)钢锭重量1.0～1.5吨；(B)钢锭的入炉温度≤500℃，保温100～150分钟；(C)升温时，先以≤80℃/h的速度加热升温至770～850℃，保温30～60分钟；再以≤100℃/h的速度升温至1160～1190℃；(D)在1160～1190℃，保温4小时～4.5小时，保温期间，将钢锭进行翻身，减小钢锭阴阳面温度差；(E)钢锭阴阳面温度差≤30℃，进入初轧机第一火轧制；(2)初轧机热加工开坯时(A)轧制前，先关闭轧辊的冷却水，且避免轴瓦的冷却水飞溅到辊身；轧辊预热至100～200℃温度；(B)初轧机轧辊速度以爬行执行，轧辊速度≤10转/分；(C)钢锭的开轧温度≥1120℃，终轧温度≥1050℃，第一火压下规程道次25～34道；(D)钢锭在前20道次的初轧机平底孔轧制时，压下量≤20mm，且保持一个方向的轧制；(E)轧件回炉加热；热加工开坯第二火轧制要求(3)均热炉加热轧件时(A)第一火轧件回炉加热，加热温度1160～1180℃，保温1～2小时，保温期间，将钢锭进行翻身；(B)钢锭阴阳面温度差≤30℃，才能进行热加工开坯，进入初轧机第二火轧制；(4)初轧机热加工开坯时(A)第二火轧制前，先关闭轧辊的冷却水，避免轴瓦的冷却水飞溅到辊身；轧辊预热温度100～200℃；(B)轧辊速度≤10转/分；(C)轧件的开轧温度≥1100℃，终轧温度≥1050℃，第二火压下规程道次20～30道；(D)轧件在初轧机平底孔、箱型孔轧制时，压下量≤40mm；(E)轧坯回退火炉处理。
全文摘要
Cr12MoV轧制开坯的生产方法，其特征是采用“均热炉加热钢锭+初轧机二火轧制”的开坯工艺(1)均热炉一火加热钢锭重≤1.5吨；入炉温度≤500℃保温2小时；升温速度≤80℃/h；1180℃保温4小时；保温时钢锭翻身，阴阳面温差≤30℃；(2)初轧机一火开坯轧制前，关闭轧辊的冷却水；轧辊预热，温度150℃；辊速≤10转/分；终轧温度≥1050℃；轧制压下量≤20mm，且保持同方向轧制；轧件回炉加热；(3)二火加热1170℃保温1.5小时；(4)二火开坯轧辊预热；辊速≤10转/分；轧件的终轧温度≥1050℃；压下量≤40mm。实施本发明专利对Cr12MoV进行热加工开坯，具有工艺简单、生产周期短、钢坯表面质量优、成本低的特点，产品质量符合GB/T1299－2000标准要求，经济效益显著。
文档编号B21B15/00GK1483523SQ03141888
公开日2004年3月24日 申请日期2003年7月29日 优先权日2003年7月29日
发明者谢蔚, 胡鸿铣, 葛宪平, 沈燕源, 顾新根, 续维, 陈新建, 谢 蔚 申请人:宝钢集团上海五钢有限公司