CN113832310A - 一种大规格Cr5冷轧辊的锻后退火工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大规格Cr5冷轧辊的锻后退火工艺，步骤如下：锻后将锻件快冷至350～400℃，全功率升温至600～650℃待料，保温1h/100mm，以≤80℃/h升温到960～1000℃，保温1～2h/100mm。保温结束后快冷至350～400℃，保温1.5～2.5h/100mm；以≤80℃/h升温至600～650℃，保温1h/100mm，以≤80℃/h升温至870～910℃，保温1～2h/100mm，保温结束后快冷至300～350℃，保温1.5～2.5h/100mm；以≤80℃/h升温至800～850℃，保温1～2h/100mm，保温结束后以≤30℃/h炉冷至700～750℃，保温3.5～4.5h/100mm，保温结束后以≤10℃/h炉冷至640～680℃，保温4～10h/100mm,保温结束后以≤40℃/h炉冷至500℃，以≤20℃/h炉冷至≤150℃出炉空冷，本发明较好的解决了Cr5冷轧辊的锻后杂波、粗晶、网状、白点问题，满足了Cr5冷轧辊材料设计要求。
Description
技术领域
本发明属于轧辊用钢制造工艺技术领域，尤其涉及一种大规格Cr5冷轧辊的锻后退火工艺。
背景技术
Cr5冷轧辊的设计要求晶粒度≥5级，球化组织1～4级，网状组织≤2级。对于＜φ700mm轧辊，此要求较易满足，随着冷轧辊直径的增大，满足设计要求的难度也随之增大。此外，Cr5冷轧辊用钢属于第三类钢，白点敏感性较高，生产一般采用电渣重熔，预防白点产生也是锻后热处理的主要任务之一，所以锻后需要采取合适的热处理工艺来解决上述问题。
大规格Cr5冷轧辊锻造火次多，高温停留时间长，容易形成粗大晶粒及具有方向性的针状铁素体群，它成为超声波的反射体而产生林状杂波。晶界及解里面上析出粗大碳化物也产生林状杂波。林状杂波的存在，使超声波探伤的准确度降低，严重的林状杂波使超声波探伤无法进行。Cr5冷轧辊钢属于过共析钢，锻后缓慢冷却时，沿晶界大量析出先共析碳化物，并出现网状分布现象，网状组织的存在降低组织的球化效果，在后续淬火加热时很难消除，会降低钢的力学性能，应严格控制网状组织级别。
钢中氢最有害的影响之一便是产生白点，常常引起锻件报废。白点为金属内部缺陷，其形状为不同长度和不同方向的显微裂纹。在锻件的横向低倍试片上为锯齿状细小裂纹；纵向断口上为边缘清晰，具有银白色光泽的圆形或椭圆形斑点。虽然随着真空冶金技术的不断发展，锻件内控的氢含量得到有效控制，但是目前锻件大部分仍以常规的熔炼浇注生产为主，尤其采用电渣重熔，生产过程会发生吸氢，因此，预防白点仍然是目前必须解决的重要问题。
Cr5冷轧辊钢属于第三类钢，为白点敏感性较强的合金钢种，锻后热处理工艺不合适，极易产生白点，造成产品报废。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种用于改善轧辊粗晶、网状及球化扩氢问题的大规格Cr5冷轧辊的锻后退火工艺，该工艺根据生产条件及材料的实际情况，提出一种高温正火、正火、等温球化退火及扩氢退火的工艺组合，最终生产出晶粒、网状组织、球化组织合格，无白点缺陷的合格产品。
为达上述目的本发明的方案如下：一种大规格Cr5冷轧辊的锻后退火工艺，该工艺的具体步骤如下：
步骤1）、锻后首先将锻件快冷至350～400℃，全功率升温至600～650℃待料，保温时间为1h/100mm，然后以≤80℃/h升温到960～1000℃，保温时间为1～2h/100mm，保温结束后快冷至350～400℃，保温时间为1.5～2.5h/100mm；
步骤2）、以≤80℃/h升温至600～650℃，保温时间为1h/100mm，然后以≤80℃/h升温至870～910℃，保温时间为1～2h/100mm，保温结束后快冷至300～350℃，保温时间为1.5～2.5h/100mm；
步骤3）、以≤80℃/h升温至800～850℃，保温时间为1～2h/100mm，保温结束后以≤30℃/h炉冷至700～750℃，保温时间为3.5～4.5h/100mm，保温结束后以≤10℃/100mm炉冷至640～680℃，保温时间为4～10h/100mm,保温结束后以≤40℃/h炉冷至500℃，然后≤20℃/h炉冷至≤150℃出炉空冷。
优选地，所述步骤1）中的快冷为间隙水冷或雾冷。
优选地，在步骤1）中，以≤80℃/h升温时，最佳升温温度为970±10℃，最佳保温时间为1.5h/100mm；保温结束后快冷至350～400℃时，最佳保温时间为2h/100mm。
优选地，在步骤2）中，以≤80℃/h第二次升温时，最佳升温温度为890±10℃，最佳保温时间为1.5h/100mm，保温结束后快冷至300～350℃，最佳保温时间为2h/100mm。
优选地，在步骤3）中，以≤80℃/h升温时，最佳升温温度为830±10℃；保温结束后以≤30℃/h炉冷时，最佳炉冷温度为710±10℃，最佳保温时间为4h/100mm；保温结束后以≤10℃/100mm炉冷时，最佳炉冷温度为650±10℃；保温结束后以≤40℃/h炉冷至500℃，然后≤20℃/h炉冷至≤150℃出炉空冷。
优选地，所述Cr5冷轧辊为铬质量百分比为4.8～5.1%、碳质量百分比为0.78～0.90%、钼质量百分比为0.20～0.60%、钒质量百分比0.10～0.20%的冷轧辊用钢。
优选地，所述大规格Cr5冷轧辊为电渣锭锻件；其冷轧辊辊体直径在φ700～φ1000mm之间。
本发明的技术方案积极效果如下：
1、锻后将锻件快冷至350～400℃，锻后快冷可以有效防止碳化物在晶界析出，形成网状碳化物。全功率升温至600～650℃待料、保温，然后以≤80℃/h升温到960～1000℃，保温。高温加热使碳化物溶解，锻件晶粒均匀粗化。保温后快冷至350～400℃，保温，快冷防止碳化物形成网状，预冷并保持，形成铁素体加碳化物的组织，加快氢的逸出；
2、以≤80℃/h升温至600～650℃，保温，然后以≤80℃/h升温至870～910℃，保温。保温结束后快冷至300～350℃，保温。加热到较低温度并快冷，使高温正火粗化的晶粒细化，快冷减少碳化物沿晶界析出，降低碳化物网状组织级别，低温保持进一步加快氢的逸出。
3、以≤80℃/h升温至800～850℃，保温，保温结束后以≤30℃/h炉冷至700～750℃，保温，保温结束后以≤10℃/h炉冷至640～680℃，保温。保温结束后以≤40℃/h炉冷至500℃，然后≤20℃/h炉冷至≤150℃出炉空冷。采用等温球化使组织及碳化物球化，获得球化组织。640～680℃进行保温及后续的限速冷却，完成珠光体类组织转变，使氢原子逸出，未逸出的氢原子分布均匀化，防止白点产生。
附图说明
图1为本发明的退火工艺图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步阐述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此。
实施例1：如图1所示，一种大规格Cr5冷轧辊的锻后退火工艺，该冷轧辊规格为φ700mm×3950mm，化学成分质量百分比为：C：0.84%，Si:0.68%，Mn:0.41%，Ni：0.32%，Cr：4.94%，Mo：0.22%，V：0.13%，余量为Fe及其它不可避免的杂质，采用电渣锭。
步骤1）、锻后将锻件快冷至350～400℃，全功率升温至600～650℃待料，保温7h，然后以60～70℃/h升温到970±10℃，保温10.5h；保温结束后快冷至350～400℃，保温14h。
步骤2）、以60～70℃/h升温至650±10℃，保温7h，然后以60～70℃/h升温至890±10℃，保温10.5h；保温结束后快冷至300～350℃，保温14h。
步骤3）、以60～70℃/h升温至830±10℃，保温10.5h；保温结束后以10～20℃/h炉冷至710±10℃，保温28h；保温结束后以5～10℃/h炉冷至650±10℃，保温28h；保温结束后以20～30℃/h炉冷至500℃，然后10～20℃/h炉冷至150℃出炉空冷。
采用上述工艺生产的Cr5冷轧辊，锻后超声波探伤无杂波，探伤全部合格，实际晶粒度6级，网状组织1.5级，球化组织2.0级，横向低倍和纵向断口均未发现白点类缺陷。
实施例2：如图1所示，一种大规格Cr5冷轧辊的锻后退火工艺，该冷轧辊规格为φ915mm×4830mm，化学成分质量百分比为：C：0.82%，Si:0.68%，Mn:0.39%，Ni：0.35%，Cr：4.95%，Mo：0.23%，V：0.12%，余量为Fe及其它不可避免的杂质，采用电渣锭。
步骤1）、锻后将锻件快冷至350～400℃，全功率升温至600～650℃待料，保温10h，然后以50-60℃/h升温到970±10℃，保温14h；保温结束后快冷至350～400℃，保温18.5h。
步骤2）、以50～60℃/h升温至600～650℃，保温10h，然后以50～60℃/h升温至890±10℃，保温14h，保温结束后快冷至300～350℃，保温18.5h。
步骤3）、以50～60℃/h升温至830±10℃，保温14h，保温结束后以10～20℃/h炉冷至710±10℃，保温37h，保温结束后以5～10℃/h炉冷至650±10℃，保温92h，保温结束后以20～30℃/h炉冷至500℃，然后10～20℃/h炉冷至120℃出炉空冷。
采用上述工艺生产的Cr5冷轧辊，锻后超声波探伤无杂波，探伤全部合格，实际晶粒度5级，网状组织2.0级，球化组织3.0级，横向低倍和纵向断口均未发现白点类缺陷。
Claims (7)
1.一种大规格Cr5冷轧辊的锻后退火工艺，其特征在于：该工艺的具体步骤如下：
步骤1）、锻后首先将锻件快冷至350～400℃，全功率升温至600～650℃待料，保温时间为1h/100mm，然后以≤80℃/h升温到960～1000℃，保温时间为1～2h/100mm，保温结束后快冷至350～400℃，保温时间为1.5～2.5h/100mm；
步骤2）、以≤80℃/h升温至600～650℃，保温时间为1h/100mm，然后以≤80℃/h升温至870～910℃，保温时间为1～2h/100mm，保温结束后快冷至300～350℃，保温时间为1.5～2.5h/100mm；
步骤3）、以≤80℃/h升温至800～850℃，保温时间为1～2h/100mm，保温结束后以≤30℃/h炉冷至700～750℃，保温时间为3.5～4.5h/100mm，保温结束后以≤10℃/100mm炉冷至640～680℃，保温时间为4～10h/100mm,保温结束后以≤40℃/h炉冷至500℃，然后≤20℃/h炉冷至≤150℃出炉空冷。
2.根据权利要求1所述的一种大规格Cr5冷轧辊的锻后退火工艺，其特征在于，所述步骤1）中的快冷为间隙水冷和雾冷。
3.根据权利要求1所述的一种大规格Cr5冷轧辊的锻后退火工艺，其特征在于，在步骤1）中，以≤80℃/h升温时，最佳升温温度为970±10℃，最佳保温时间为1.5h/100mm；保温结束后快冷至350～400℃时，最佳保温时间为2h/100mm。
4.根据权利要求1所述的一种大规格Cr5冷轧辊的锻后退火工艺，其特征在于，在步骤2）中，以≤80℃/h第二次升温时，最佳升温温度为890±10℃，最佳保温时间为1.5h/100mm，保温结束后快冷至300～350℃，最佳保温时间为2h/100mm。
5.根据权利要求1所述的一种大规格Cr5冷轧辊的锻后退火工艺，其特征在于，在步骤3）中，以≤80℃/h升温时，最佳升温温度为830±10℃；保温结束后以≤30℃/h炉冷时，最佳炉冷温度为710±10℃，最佳保温时间为4h/100mm；保温结束后以≤10℃/100mm炉冷时，最佳炉冷温度为650±10℃；保温结束后以≤40℃/h炉冷至500℃，然后≤20℃/h炉冷至≤150℃出炉空冷。
6.根据权利要求1所述的一种大规格Cr5冷轧辊的锻后退火工艺，其特征在于，所述Cr5冷轧辊为铬质量百分比为4.8～5.1%、碳质量百分比为0.78～0.90%、钼质量百分比为0.20～0.60%、钒质量百分比0.10～0.20%的冷轧辊用钢。
7.根据权利要求1所述的一种大规格Cr5冷轧辊的锻后退火工艺，其特征在于，所述大规格Cr5冷轧辊为电渣锭锻件；其冷轧辊辊体直径在φ700～φ1000mm之间。
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| CN102417965A (zh) * | 2011-11-22 | 2012-04-18 | 洛阳中创重型机械有限公司 | 一种轧机45Cr4NiMoV合金钢大型支承辊锻后热处理工艺 |
| CN103014259A (zh) * | 2012-12-29 | 2013-04-03 | 大冶特殊钢股份有限公司 | 锻件材的锻后扩氢退火方法 |
| CN103468889A (zh) * | 2013-08-30 | 2013-12-25 | 马鞍山市晨旭机械制造有限公司 | 9Cr2MoV冷轧辊钢的锻后热处理工艺 |
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2021
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Patent Citations (4)
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