产品别名 |
不锈钢冷镦线材,耐热钢冷镦线材,不锈铁草酸冷镦线材,高温合金冷镦线材 |
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低碳双相不锈钢00Cr14Ni5Mo3Al冶炼工艺研究
00Cr14Ni5Mo3Al不锈钢是适应的挤压涂布工艺而研制开发的新型低碳马氏体-铁素体双相不锈钢。以往生产采用真空感应炉+电渣重熔工艺，该工艺成分控制较稳定，工艺较成熟，但成本较高，且技术条件对钢材的内部冶金质量（如夹杂物、气体）无特殊要求，故探索低成本冶炼方法势在必行。结合抚钢生产的低碳双相不锈钢00Cr14Ni5Mo3Al成本较高的现状，通过制订相应的生产工艺，成功将真空感应炉+电渣工艺改为电炉+VOD+电渣工艺冶炼，并进行锻造工艺改进。
试验钢生产工艺路线为：电炉+VOD+电渣重熔Φ610mm→快锻开坯Φ250mm、扒皮→3t蒸汽锤锻制成品。
主要试制工艺措施为：（1）冶炼工艺措施：a）电炉采用氧化法。初炼过程中为去碳保铬，应低配Cr，操作上应晚吹氧，给电1h后，全熔温度＞1580℃后吹氧，后期加入Si-Fe粉，减少铬的氧化，还原可进一步加入C粉，用CaF2调整流动性；化学成分调整应各主元素如Cr、Ni等进入控制规格中下限，出炉温度应＞1630℃。b）VOD精炼入罐扒净初炼渣，真空吹氧，碳降到要求以下，温度达到控制要求。操作上控制合适的氧气压力、氧气流量，进行二次峰操作，使ω（C）0.03%，待电势为零后，停氧。还原随渣料加脱氧剂Al粒8～10kg/t。出钢ω（C）≤0.02%，包中喂铝线按1.6%（计炉中），注温控制在1560～1580℃。c）电渣重熔采用二元渣系，金属电极起弧，视电极Al含量决定是否加Al粉。（2）加工工艺措施：由于该钢为马氏体-铁素体双相钢，故加热温度低些，高温段1000～1100℃停留时间短些，以免使钢晶粒长大。锻锤锻制扁材尽量减少火次，且后一火留有足够的变形量，终锻温度≥850℃。钢材的外形尺寸满足订货要求。
试制的结果表明：（1）采用新工艺生产的扁钢工艺合理、可行，可理想的化学成分。（2）新工艺生产的成品低倍、性能均满足技术要求：一般疏松0级、中心疏松0级、方型偏析0.5级；该试验钢经820℃×30min空冷+520℃×3h空冷处理后，显微组织为铁素体与马氏体混合组织；夹杂物分布与以往真空感应炉生产类似。（3）新工艺可节约钢成本1.3281万元/t。
5Cr2NiMoVSi钢属于大截面热锻模具钢，具有高的淬透性。钢加热时奥氏体晶粒长大倾向小，热处理加热温度范围较宽，钢的热稳定性、热疲劳性能和冲击韧性较好，适宜制造大截面的压力机和模锻锤等用热作模具。
化学成分
C Si Mn Cr Ni Mo V P S
0.40~0.53 0.60~0.90 0.4~0.6 1.54~2.00 0.80~1.20 0.80~1.20 0.30~0.50 ≤0.030 ≤0.030
物理性能
临界点 Ac1 Ac3 Ar3 Ar1 Ms
温度(近似值)/℃ 750 874 751 623 243
热导率λ(室温)/[W/(M·K)]:33.5。
比热容Cp(室温)/[J/(kg·K)]:501.6。
热加工
加热温度/℃ 开始温度/℃ 终止温度/℃ 冷却
1180~1200 1140~1160 850~900 缓冷(坑冷或砂冷)
注:模块锻后及时退火，以防止产生白点。
紧固件广泛地应用机械、电气、汽车、交通运输、航空航天等国民经济各个领域。随着紧固件制造的化、规模化，紧固件行业已逐渐成为国民经济的基础工业行业，并逐步实现了自动化生产。紧固件国家标准已逐渐与国际标准接轨，这就对紧固件的制造提出了更高的要求。而的制造方法是冷镦工艺。冷镦联合机也从两工位、三工位发展到了五工位，实现了自动化、化。但是，由于金属材料在常温下发生塑性变形时的较大抗力及冷作硬化的特性，在制造大规格、大变形的螺栓和螺母时设备的镦锻能力受到限制。因此，传统的热镦工艺仍在一定范围内应用，以补充冷镦工艺的不足。在生产实践中我们深切地感受到，一些大规格的螺栓、螺母不能用冷镦设备生产，而用热镦工艺又存在着污染严重、加热产生氧化成造成脱炭的问题。
根据《金相学》和金属材料：“塑变”理论，我们在解决螺栓、螺母内部组织不均匀、氧化皮多、脱炭等问题的时候，发现在金属材料“兰脆”点以上，“再结晶”点以下的某个温度范围比较理想，在这个温度范围内对金属材料的镦锻称之为温镦。温镦工艺应用于紧固件生产中，解决了大规格，大变形螺栓、螺母的制造质量问题。
镦锻工艺
冷镦工艺
(1)根据金属塑变理论，在常温下对金属坯料施加一定的压力，使之在模腔内产生塑变，按规定的形状和尺寸成型。
(2)选“塑变”良好的金属材料，如铆螺钢，其化学成分和机械性能有严格的标准。
(3)冷镦螺栓、螺母成型机械已有多型号、多系列的机种。设备性能可靠、、产品质量稳定。
(4)产品成型镦锻力大，配置动力在，设备一次投入大。因此生产规格M24以下为经济。
(5)有较好的表面质量，较高的尺寸精度。因在镦锻过程中存在着冷作硬化，变形量不宜太大。减少开裂。
(6)冷镦工艺适用范围于批量大、规格较小的产品，这样才能降低成本。
热镦工艺
(1)把金属材料加热到再结晶温度以上进行的金属材料塑变过程，称之为热镦。由于加热装置一般采用燃煤反射炉、重油炉等炉膛烘热的方法，坯料温度不易控制、受热不均匀、加热时间长、容易造成过烧、氧化脱炭，这是成型件质量差的主要原因。
(2)镦锻力只是冷镦力的1/4~1/3，选用公称压力较小的设备即可。
(3)模腔冷却困难。模具承受毛坯100℃左右的温度，冷却不到的地方容易软化、开裂，造成模具损坏。 (4)坯料受热膨胀，模具内腔尺寸不易掌握。
温镦工艺
金属材料加热到“兰脆”区温度以上再结晶温度以下时的镦锻过程称为温镦。对于中碳钢来说，如45钢，250℃~350℃为兰脆区，再结晶温度为950℃，因此，温镦范围在400℃~600℃为宜。含碳量高的金属材料可提高到650℃。
(1)在这个加热区域内，抗拉强度明显下降、伸长率上升、塑变性较好、弹性模具减少。
(2)由于以上特点，成型镦锻力只比热镦时略高，镦锻比放大了。 (3)选用节能环保型电加热装置，温度容易控制、加热速度可调。
(4)对现有设备稍加改装就行，可获得与冷镦制作同样的外观质量
