轧钢工艺论文

合金工具钢锻造工艺的研讨摘要根据冲压工作经验和使用进口、国产冲模体会,提出合金工具钢改锻工艺技术及操作实施要点。通过改变锻造变形工步,来改善金属内部组织,进一步细化芯晶碳化物颗粒并使其均匀分布,经过改进锻造工艺,使冷作模具钢的使用寿命提高了30%~50%关键词机械制造合金工具钢锻造冲模1前言模具制造业是使用各种合金工具钢最多最广的领域。通常使用的有碳素工具钢、低合金工具钢、基体钢和中碳低合金钢等。长期以来,国产模具寿命普遍偏低,与先进水平相比,相同制模材料、类似甚至完全相同的冲压件,模具寿命只有发达国家的l/3～1/2。主要差距表现在制模材料、锻坯质量和制模工艺等方面。2冲模锻坯质量通过对大量失效报废冲模的分析研究可知,无论哪种失效形式都与冲模的凸模、凹模材料性能及其内在质量密切相关。冲摸失效主要有以下了几种情况:(1)刃口磨损。这主要发生在冲裁模上,其凸、凹模磨损与其制模材料性能和热处理有关。(2)凸模折断。这种形式尤其在非圆形冲孔(或落料)凸模上突出,这除与材料性能、热处理有关外,与它们的横断面复杂情况也有重要关系。(3)成形型腔磨损、局部压塌、凸模镦粗。这类失效主要发生在压印、拉深、弯曲、冲挤、打扁等成形冲模上。3高合金工具钢改锻的意义作为冲模常用材料的高合金工具钢,其所有的力学性能的高低,与冲模的使用和寿命息息相关。在国外常常通过改锻来提高高合金工具钢的力学性能,而国产高合金工具钢,尤其是冷作模具用高合金工具钢(如Crl2,Crl2MoV),其共晶碳化物极不均匀,若不经改造,是不能满足冲模需要的。因此,需采用先进锻造工艺进行改锻,以达到制模要求。冷作模具高合金钢的锻造,不限于获得理想的几何形状、消除冶金缺陷(如锻焊内部疏松、非氧化气孔、细化晶粒、紧密组织等),更重要的是通过合理的锻造操作,大幅度提高钢的力学性能。4改锻的基本工艺要素高合金工具钢轧(锻)材的改锻与一般自由锻有别,各个环节都有具体的要求。欲将其改锻成高质量的冲凸模、凹模锻坯,必须事先确定好以下一些基本要素。对原始毛坯的要求模具制造大都是单件、小批量生产,模具锻坯的原始毛坯下料主要采用锯切割。要求两端平整(倾角小于10°),其毛坯尺寸还应考虑加工余量和火耗。为了满足首次镦粗锻造比,便于击碎材料组织颗粒粗大的碳化物。加热规范常用高合金工具钢锻造加热规范见表1。表锻造设备吨位高合金工具钢在锻造温度下比普通碳钢强度高、钢号加热温度(℃)锻造温度(℃)始锻终锻Cr12 1100~1150 1050~1100 850~900Cr12Mo 1150~1180 1070~1120 840~880Cr12MoV 1050~1100 1000~1050 840~880塑性差。为了更有利在接近终锻温度进行锻造,便于打碎钢中碳化物,从而改善钢的内部组织,在锻造高合金工具钢时,其锻造设备吨位应选得高一点。高合金工具钢改锻工步的选定高合金工具钢冲模锻坯,要求其共晶碳化物颗粒应细小而匀称并均匀分布,无宏观、微观偏析。未经精炼的国产高合金工具钢轧(锻)材,需进行改锻才能改变材料力学性能,满足冲模锻坯的要求。目前行之有效的改缎方法有以下几种。顺纤维方向镦拔3次以上。沿原始毛坏的纤维方向(轴向),确保锻造比>2,在一火内快速连续镦拔3次以上。这种方式适合高速钢及小尺寸高合金工具钢锻坯的改锻。缺点是若镦拔次数不足或锻造比过小则锻不透,从而导致碳化物分布有明显方向性,操作不当时,还易出现空心裂纹。变向反复镦拔3次以上。第一次顺纤维镦拔,第二次垂直于纤维方向拔长再镦粗。按此顺序可分为单十字、双十字和多十字镦拔。这种镦拔工步要点:一火内完成全部十字镦拔;锻造比>2,镦粗前后锻坯高度相差一倍;为避免镦粗凸肚裂纹,应采用倾斜旋转多次轻击快打;拔长采用方→扁方→方走料。生产实践证明,经三种十字镦拔,可以满足多数80mm以下毛坯轧(锻)材各种锻坯改锻的需要。虽然采用相同的变形工步,同样的生产条件,但由于锻工操作技术水平不一,加之原始毛坯的内在质量差异,改锻后的效果,有时仍然会有较大差别。5结束语经改锻后的Cr12MoV钢锻坯,其共晶碳化物的不均匀度达到国标2级以上,有的也能达到l级,使原始毛坯轧(锻)材的碳化物不均匀度提高了4级以上。以统计资料显示,这种由改锻高合金工具钢制造的冲模,其寿命均有大幅度提高(达30%-50%)。

在轧钢（主要是冷轧）过程中，为了减小轧辊与轧材之间的磨擦力，降低轧制力和功率消耗，使轧材易于延伸，控制轧制温度，提高轧制产品质量，必须在轧辊和轧材接触面间加入润滑冷却液，这一过程就称为轧钢工艺润滑。 冷轧通常是用热粗轧、精轧后得到厚度为2~4mm、经过酸洗和退火处理的钢卷作坯料，用多辊轧机（可逆或连续轧制）轧成厚度在至的薄板。由于冷金属具有很大的变形抗力，现化冷轧机的轧制力已达到数千吨，而轧制速度则接近2500m/min。显然，金属在这样高速的变形过程中，一方面由于金属内部分子间的磨擦必然产生大量的热能；另一方面，轧材的减薄（延伸）又不可避免地使轧辊与轧材表面发生相对运动。 冷轧工艺润滑剂的基本要求是： 1．适当的油性，即在极大的轧制压力下，仍能形成边界油膜，以降低磨擦阻力和金属变形抗力；减少轧辊的磨损，延长轧辊使用寿命；增加压下量，减少轧制道次，节约能量消耗。但是不定期要考虑到轧辊与钢材之间必须要有一定磨擦力，才能使钢材咬入轧辊，磨擦系数过低，将会打滑。所以润滑性能必须适当 2．良好的冷却能力，即能最大限度地吸收轧制过程中产生的热量，达到恒温轧制，以保持轧辊具有稳定的辊形，使带钢厚度保持均匀； 3．和带钢表面有良好的冲洗清洁作用。以去除外界混入的杂质、污物，提高钢材的表面质量； 4．良好的理化稳定性。在轧制过程中，不与金属起化学反应，不影响金属的物理性能； 5．退火性能好。现代冷轧带钢生产，为了简化工艺，提高劳动生产率，降低成本，在需要进行中间退火时，采用了不经脱脂清洗而直接退火的生产工艺。这就要求润滑剂不因其残留在钢材表面而发生退火腐蚀现象（即在钢材表面产生斑点）； 6．过滤性能好。为了提高钢材表面质量，某些轧机采用高精度的过滤装置（如硅藻土）来最大限度地去除油中的杂质。此时，要避免油中的添加剂被吸附掉或被过滤掉，以保持油品质量； 7．搞氧化安定性好，使用寿命长； 8．防锈性好。对工序间的短期存放，能起到良好的防锈作用； 9．不应含有损害人体健康的物质和带刺激性的气味； 10．油源广泛，易于获得，成本低。 热轧工艺润滑 提高热轧带钢机组的产量，降低消耗，提高生产率，这是轧钢工艺中一件极为重要的事。各国实践已经证明，使用热轧油能显著减少轧辊的磨损，降低电耗、改善钢板表面质量，提高生产率。 使用热轧就可以获得以下好处（已为实践证明）： 1．改善了轧辊的表面状况。 2．降低了轧辊的单位消耗。 3．降低了电能的消耗。 4．提高了带钢的表面质量。 5．降低轧制压力，容易实现轧制薄规格带钢。 6．促进热轧理论的研究。 上海论文网