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1、(10)申请公布号 CN 103555912 A (43)申请公布日 2014.02.05 CN 103555912 A (21)申请号 201310532618.8 (22)申请日 2013.11.01 C21D 8/06(2006.01) C22B 9/18(2006.01) (71)申请人 中原特钢股份有限公司 地址 459000 河南省焦作市济源市承留镇小 寨 (72)发明人 孟令贤 周许 徐宁 高全德 (74)专利代理机构 郑州科维专利代理有限公司 41102 代理人 蔡淑媛 (54) 发明名称 一种利用 30Cr3MoV 钢为原料生产芯棒的方 法 (57) 摘要 本发明属于芯棒生产。
2、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。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103555912 A CN 10。
3、3555912 A 1/1 页 2 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， 终锻 温度为 850 , 锻造时采用油压机进行镦粗， 控制压下量在 2024%， 送进量为坯料高度的 0.70.85 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， 保温时间 为 0.8 1h/100mm， 正火雾冷至室温， 冷速 25 /min, 然后淬火， 淬火温度为 900940， 保温时间为 0.81h/100mm。
4、， 淬火后放入温度低于 25的水基液中冷却， 然后在 590660 进行回火， 保温时间为 1.52h/100mm， 出炉空冷至 100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=0.280.33%， Si=0.550.70%， Mn=0.400.60%， Cr。
5、=3.003.30%， Mo=0.450.55%， V=0.200.30%， S 0.008%， P 0.012% ； 所述电渣过程 控制电渣锭化学成分为 ： C=0.280.33%， Si=0.450.65%， Mn=0.400.60%， Cr=3.003.30%， Mo=0.450.55%， V=0.200.30%， S 0.008%， P 0.012%。 权 利 要 求 书 CN 103555912 A 2 1/3 页 3 一种利用 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。 。
6、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左右， 表 面温度在较短时间内可达 600800， 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，。
7、 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（4Cr5MoSiV1） 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（4Cr5MoSiV1） 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。
8、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， 终锻温度为 850 , 锻造时采用油压机进行镦粗， 控制压下量在 2024%， 送进量为坯料高度的 0.70.85 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， 保温时间为 0.8 1h/100mm， 正火雾冷至室温， 冷速 25 /min, 然后淬火， 淬火温度为 900940， 保温时间 为 0.81h/100mm， 淬火后放入温度低于 25的水基液中冷却， 然后在 590660进行回火， 保温时间为 1.52h/。
9、100mm， 出炉空冷至 100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=0.280.33%， Si=0.550.70%， Mn=0.400.60%， Cr=3.003.30%， Mo=0.450.55%， V=0.200.30%， S 0.008%， P 0.012% ； 所述电渣过程控制电渣锭化学成分为 ： C=0.280.33%， Si=0.450.65%， Mn=0.400.60%，。
10、 Cr=3.003.30%， Mo=0.450.55%， V=0.200.30%， 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 说 明 书 CN 103555912 A 3 2/3 页 4 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，。
11、 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。 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。
12、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 3mm 渣沟， 脱模后热送锻造， 热送温度不低于 500， 精炼过程控制电极坯化学成 分 为 ： C=0.280.33%， Si=0.550.70%， Mn=0.400.60%， Cr=3.003.30%， Mo=0.450.55%， V=0.200.30%， S 0.008%， P 0.012% ； 电渣过程控制电渣锭化学成分为 ： C=0.280.33%， Si=0.450.65%， Mn=0.400.60%， Cr=3.003.30%。
13、， Mo=0.450.55%， V=0.200.30%， S 0.008%， P 0.012% ； 然后在车底式燃气炉中加热， 加热炉温度为 1220， 坯料温度允 许比炉温低 40， 终锻温度为 850， 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， 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。
14、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， 保温时间为 1h/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的水基液中连续冷却， 获得马氏体组 织， 再在 620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。 。
15、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 3mm 渣沟， 脱模后热送锻造， 热送温度不低于 500， 精炼过程控制电极坯化学成 分 为 ： C=0.280.33%， Si=0.550.70%， Mn=0.400.60%，。
16、 Cr=3.003.30%， Mo=0.450.55%， 说 明 书 CN 103555912 A 4 3/3 页 5 V=0.200.30%， S 0.008%， P 0.012% ； 电渣过程控制电渣锭化学成分为 ： C=0.280.33%， Si=0.450.65%， Mn=0.400.60%， Cr=3.003.30%， Mo=0.450.55%， V=0.200.30%， S 0.008%， P 0.012% ； 然后在车底式燃气炉中加热， 加热炉温度为 1210， 坯料温度允 许比炉温低 40， 终锻温度为 850， 在锻造过程中 ： 采用油压机镦粗， 控制压下量在 24%， 送进。
17、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， 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， 保温时间为 1h/100mm， 使工件心部达到规定温 度、 完成奥。
18、氏体转变并使其均匀化， 然后放入小于 25的水基液中连续冷却， 获得马氏体组 织， 再在 600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，。
19、 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 备注 ： 冲击吸收功测试时， 一个试片上取了三个横向冲击试样， 对应三个冲击值。 0013 由上表 1 数据看出， 本发明工艺生产的产品综合力学性能较高， 综合力学性能明 显优于对照例产品， 充分说明本发明显著的优越性。 说 明 书 CN 103555912 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103555912 A 6 。