一种利用30Cr3MoV钢为原料生产芯棒的方法
【专利摘要】本发明属于芯棒生产【技术领域】，具体涉及一种利用30Cr3MoV钢为原料生产芯棒的方法,一种利用30Cr3MoV钢为原料生产芯棒的方法，经选料-精炼-电渣-锻造-粗加工-热处理-精加工而成，本发明选用30Cr3MoV号钢作为原料，采用EAF+LF/VD方式精炼，为提高纯净度，使结晶组织更加致密，从而获得更高冲击韧性。
【专利说明】—种利用30Cr3MoV钢为原料生产芯棒的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于芯棒生产【技术领域】，具体涉及一种利用30Cr3MoV钢为原料生产芯棒的方法。
【背景技术】
[0002]芯棒是现代技术生产热轧无缝钢管所必需的最重要的工模具，其消耗成本约占轧机维护成本的50%，该产品在无缝钢管轧制过程中使用环境恶劣，使用温度1150°C左右，表面温度在较短时间内可达60(T80(TC，且用后在冷却平台喷水冷却，并迅速再次上线循环使用。轧制过程中承受多次冷热交替循环和较强的热磨损，同时还要承受较大而复杂的交变载荷，主要报废缺陷为表面龟裂、磨损、环裂及轴线上的划伤引起的裂纹。随着对芯棒产品研究的深入，结合各热轧无缝管厂的使用情况，供需双方对影响芯棒使用寿命因素的认识也趋于一致，即通过提高材料的强度极限和冲击韧性来提高使用寿命，其核心技术是超纯净钢的冶炼、锻造及热处理工艺。现国内外最常用的一种芯棒材料是H13 (4Cr5MoSiVl)钢，其生产成本太高，且横向冲击韧性不易保证。为达到低成本，高寿命目的，本发明采用30Cr3MoV替代H13 (4Cr5MoSiVl)作为芯棒材料。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术中的不足而提供一种利用30Cr3MoV钢为原料生产芯棒的方法，本方法可以在保证材料具有高强度极限的同时，最大限度的提高芯棒的冲击韧性，提高芯棒的使用寿命，且有效降低生产成本。
[0004]本发明的目的是这样实现的:
一种利用30Cr3MoV钢为原料生产芯棒的方法，经选料-精炼-电渣-锻造-粗加工-热处理-精加工而成，所述锻造前控制加热温度为1210-1230°C，终锻温度为850°C，锻造时采用油压机进行镦粗，控制压下量在20~24%，送进量为坯料高度的0.7~0.85倍；所述热处理时采用正火+调质工艺方式进行，正火温度930-970°C，保温时间为0.8~lh/100mm,正火雾冷至室温，冷速2~5°C /min,然后淬火，淬火温度为90(T940°C，保温时间为0.8~lh/100mm，淬火后放入温度低于25°C的水基液中冷却，然后在59(T660°C进行回火，保温时间为1.5^2h/100mm,出炉空冷至100°C以下。
[0005]所述精炼时选用30Cr3MoV号钢作为原料，采用EAF+LF/VD方式精炼，浇注成电极坯，电极坯脱模后热送电渣，电渣后热送锻造。
[0006]所述精炼过程控制电极坯化学成分为:C=0.28、.33%，Si=0.55、.70%，Mn=0.40^0.60%, Cr=3.00^3.30%, Mo=0.45^0.55%, V=0.20^0.30%, S ^ 0.008%, P ^ 0.012% ；所述电渣过程控制电渣锭化学成分为:C=0.28~0.33%，Si=0.45~0.65%，Mn=0.40~0.60%，Cr=3.00~3.30%, Mo=0.45~0.55%, V=0.20~0.30%, S ≤ 0.008%, P ≤ 0.012%。
[0007]本发明选用30Cr3MoV号钢作为原料，采用EAF+LF/VD方式精炼，为提高纯净度，使结晶组织更加致密，从而获得更高冲击韧性，精炼后浇注成电极坯，电极坯脱模后热送电渣重熔，电渣后热送锻造；在锻造过程中，镦粗时需要严格控制油压机的压下量和送进量，有效改善工件的横向性能，有效锻合钢锭内部缺陷；热处理工艺采用正火+调质方式进行，通过正火可细化晶粒及均匀组织和成分，为淬火做好准备；正火后雾冷，冷却速度快，晶粒能够很好地细化，均匀了组织和成分，同时淬火时采用水基液冷却，提高了冷却速度和淬透深度，使得奥氏体组织充分转变成马氏体组织，再通过高温回火获得细小均匀的回火索氏体，从而获得较高的综合力学性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本发明的热处理工艺流程图。
【具体实施方式】
[0009]实施例1:
选用芯棒钢种为30Cr3MoV，经选料-精炼-电渣-锻造-粗加工-热处理-精加工-镀铬而成，选料后采用EAF+LF/VD精炼方式，炉料由二级或二级以上废钢、返回料头、海绵铁等组成，EAF氧化后出钢，包中预脱氧及部分合金化，进行LF/VD吹氩精炼，出钢前弱搅拌，搅拌时间> 15min,出钢镇静后采用氩气保护浇注，电极坯脱模后热送电渣重熔，电渣锭表面无大于3_渣沟，脱模后热送锻造，热送温度不低于50(TC，精炼过程控制电极坯化学成分为:C=0.28~0.33%, Si=0.55~0.70%, Mn=0.40~0.60%, Cr=3.00~3.30%, Mo=0.45~0.55%,V=0.20~0.30%, S ^ 0.008%, P ^ 0.012% ;电渣过程控制电渣锭化学成分为:C=0.28~0.33%,Si=0.45~0.65%, Mn=0.40~0 .60%, Cr=3.00~3.30%, Mo=0.45~0.55%, V=0.20-θ.30%,
0.008%, P ^ 0.012% ;然后在车底式燃气炉中加热，加热炉温度为1220°C，坯料温度允许比炉温低40°C，终锻温度为850°C，在锻造过程中:采用油压机镦粗，控制压下量在20%，送进量为坯料高度的0.85倍，采用1800吨精锻机锻造，控制变形量为65mm ;粗加工后进行热处理，采用正火+调质工艺方式进行，如图1所示，先进行正火，正火温度940°C，保温时间为0.9h/100mm,正火后采用轴流式鼓风机,在风扇叶片接上水管,喷雾进行强制冷却至室温，为增雾风冷效果，用8台风机分别置于车底式台车两侧和前侧，从多个方位直接喷射到工件上，迫使工件均匀快速冷却，用以细化晶粒及均匀组织和成分，为淬火做好准备，正火后采用调质处理工艺，淬火温度为920°C，保温时间为lh/100mm，使工件心部达到规定温度、完成奥氏体转变并使其均匀化，然后放入小于25°C的水基液中连续冷却，获得马氏体组织，再在620°C进行高温回火，保温时间采用2小时/100mm，进行马氏体分解及残余奥氏体的继续转变，获得细小均匀的回火索氏体组织，出炉空冷至100°C以下，力学性能满足使用的高强度极限和冲击韧性的要求，然后进行精加工和镀铬。
[0010]实施例2:
选用芯棒钢种为30Cr3MoV，经选料-精炼-电渣-锻造-粗加工-热处理-精加工-镀铬而成，选料后采用EAF+LF/VD精炼方式，炉料由二级或二级以上废钢、返回料头、海绵铁等组成，EAF氧化后出钢，包中预脱氧及部分合金化，进行LF/VD吹氩精炼，出钢前弱搅拌，搅拌时间> 12min,出钢镇静后采用氩气保护浇注，电极坯脱模后热送电渣重熔，电渣锭表面无大于3_渣沟，脱模后热送锻造，热送温度不低于50(TC，精炼过程控制电极坯化学成分为:C=0.28~0.33%, Si=0.55~0.70%, Mn=0.40~0.60%, Cr=3.00~3.30%, Mo=0.45~0.55%,V=0.20~0.30%, S ^ 0.008%, P ( 0.012% ;电渣过程控制电渣锭化学成分为:C=0.28~0.33%,Si=0.45~0.65%, Mn=0.40~0.60%, Cr=3.00~3.30%, Mo=0.45~0.55%, V=0.20~0.30%,S ^ 0.008%, 0.012% ;然后在车底式燃气炉中加热，加热炉温度为1210°C，坯料温度允许比炉温低40°C，终锻温度为850°C，在锻造过程中:采用油压机镦粗，控制压下量在24%，送进量为坯料高度的0.7倍，采用1800吨精锻机锻造，控制变形量为75mm ;粗加工后进行热处理，采用正火+调质工艺方式进行，如图1所示，先进行正火，正火温度930°C，保温时间为0.9h/100mm,正火后采用轴流式鼓风机,在风扇叶片接上水管，喷雾进行强制冷却至室温，为增雾风冷效果，用8台风机分别置于车底式台车两侧和前侧，从多个方位直接喷射到工件上，迫使工件均匀快速冷却，用以细化晶粒及均匀组织和成分，为淬火做好准备，正火后采用调质处理工艺，淬火温度为910°C，保温时间为lh/100mm，使工件心部达到规定温度、完成奥氏体转变并使其均匀化，然后放入小于25°C的水基液中连续冷却，获得马氏体组织，再在600°C进行高温回火，保温时间采用2小时/100mm，进行马氏体分解及残余奥氏体的继续转变，获得细小均匀的回火索氏体组织，出炉空冷至100°C以下，力学性能满足使用的高强度极限和冲击韧性的要求，然后进行精加工和镀铬。
[0011]将以上两实施例及相应的对照例产品按GB/T 228和GB/T 229现有测试标准进行测试，结果如下表1。对照例采用常规工艺生产的产品，正火后空冷，冷却速度慢，晶粒较为粗大，且采用油淬，淬火冷却烈度弱，造成冲击功偏低；而本发明工艺生产的产品，正火后雾冷，冷却速度快，晶粒能够很好地细化，均匀了组织和成分，同时淬火时采用水基液冷却，提高了冷却速度和淬透深度，使得奥氏体组织充分转变成马氏体组织，从而获得较高的综合力学性能。
[0012]表1实施例1-2与对照例产品的测试数据
【权利要求】
1.一种利用30Cr3MoV钢为原料生产芯棒的方法，经选料-精炼-电渣-锻造-粗加工-热处理-精加工而成，其特征在于:所述锻造前控制加热温度为1210-1230°C，终锻温度为850°C，锻造时采用油压机进行镦粗，控制压下量在20-24%，送进量为坯料高度的.0.7~0.85倍；所述热处理时采用正火+调质工艺方式进行，正火温度930-970°C，保温时间为0.8~lh/100mm，正火雾冷至室温，冷速2~5°C /min,然后淬火，淬火温度为90(T940°C，保温时间为0.8~lh/100mm，淬火后放入温度低于25°C的水基液中冷却，然后在59(T660°C进行回火，保温时间为1.5^2h/100mm,出炉空冷至100°C以下。
2.如权利要求1所述的利用30Cr3MoV钢为原料生产芯棒的方法，其特征在于:所述精炼时选用30Cr3MoV号钢作为原料，采用EAF+LF/VD方式精炼，浇注成电极坯，电极坯脱模后热送电渣，电渣后热送锻造。
3.如权利要求2所述的利用30Cr3MoV号钢为原料生产芯棒的方法，其特征在于:所述精炼过程控制电极坯化学成分为:C=0.28~0.33%，Si=0.55~0.70%, Mn=0.40~0.60%，Cr=3.00~3.30%, Mo=0.45~0.55%, V=0.20~0.30%, S ≤ 0.008%, P ≤ 0.012% ;所述电渣过程控制电渣锭化学成分为:C=0.28~0.33%, Si=0.45~0.65%, Mn=0.40~0.60%, Cr=3.00~3.30%,Mo=0.45~0.55%, V=0.20-θ.30%, S ≤ 0.008%, P ≤ 0.012%。
【文档编号】C22B9/18GK103555912SQ201310532618
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2013年11月1日
【发明者】孟令贤, 周许, 徐宁, 高全德 申请人:中原特钢股份有限公司