專利名稱：氣閥鋼軋制開(kāi)坯的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及奧氏體或馬氏體型耐熱鋼的制備領(lǐng)域，尤其適用于內(nèi)燃機(jī)進(jìn)、排氣閥用耐熱鋼的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
氣閥鋼型材是指表面經(jīng)磨光或滾光處理的棒材，是主要用于制造汽油、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、排氣閥的關(guān)鍵材料。目前，常用的氣閥鋼主要有5Cr21Mn9N14N(簡(jiǎn)稱21-4N)、3Cr20Ni11Mo2PB(簡(jiǎn)稱PB鋼)和4Cr14Ni14W2Mo(簡(jiǎn)稱雙14)等奧氏體型氣閥鋼和4Cr9Si2及4Cr10Si2Mo等馬氏體型氣閥鋼。由于氣閥鋼工作在高溫、高壓、高沖刷和高磨蝕等苛刻條件下，因此具有較高的機(jī)械性能和耐腐蝕性能。也正因?yàn)橛诖?，氣閥鋼具有室溫下強(qiáng)度高、塑性低、脆性大、冷變形困難、加工硬化明顯、裂紋敏感性強(qiáng)等一系列特征，使得氣閥鋼型材的生產(chǎn)加工十分困難。
目前，國(guó)外通常采用熱精軋——矯直——磨光或熱精軋——?jiǎng)兤ぁ獫L光矯直的工藝路線生產(chǎn)氣閥鋼型材。當(dāng)然，這都是建立在先進(jìn)的工裝設(shè)備和工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上。國(guó)內(nèi)由于軋制工裝設(shè)備落后和工藝技術(shù)落后，軋材的尺寸公差大，橢圓度大、表面質(zhì)量差，不可能直接矯直磨光或剝皮滾光矯直，只有在軋制后，增加一道冷拉工藝，使軋材的尺寸公差、橢圓度、表面質(zhì)量等達(dá)到能夠直接磨光的要求。另外，國(guó)內(nèi)目前的軋機(jī)普遍速度較慢，鋼坯經(jīng)多次軋制后，坯料已經(jīng)冷卻，不能再繼續(xù)軋制了，因此生產(chǎn)氣閥鋼型材，冷拉工藝還有一個(gè)使其外徑減小，達(dá)到要求的作用。由于氣閥鋼具有前述基本特征，通常冷拉的道次減面率不大于15％，如超過(guò)15％，則可能造成冷拉材表面產(chǎn)生裂紋、拉斷、模具開(kāi)裂等一系列問(wèn)題。然而，既使以15％的道次減面率冷拉，也需要多道次的冷拉，而每一道次冷拉后，都需要經(jīng)過(guò)退火、酸洗、堿洗等處理，不僅增加了生產(chǎn)成本，而且大大降低了綜合成材率，并影響了鋼材的內(nèi)部質(zhì)量。
目前，氣閥鋼生產(chǎn)基本上采用“冶煉鑄錠——鍛壓開(kāi)坯”的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝；≤200Kg的冶金模鑄錠(主要是解決碳化物不均勻問(wèn)題而作的考慮)，經(jīng)2-3個(gè)火次的鍛造，才能完成135方mm、55方mm規(guī)格的熱加工開(kāi)坯，生產(chǎn)周期長(zhǎng)、成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明開(kāi)發(fā)一種氣閥鋼軋制開(kāi)坯的生產(chǎn)方法，用軋機(jī)代替鍛壓機(jī)進(jìn)行熱加工開(kāi)坯，軋制出合格的氣閥鋼鋼坯，解決了氣閥鋼生產(chǎn)周期長(zhǎng)、金屬成坯率低的問(wèn)題，大大降低冶金制造的生產(chǎn)成本，滿足用戶要求和市場(chǎng)需要。
本發(fā)明提供的氣閥鋼軋制開(kāi)坯的生產(chǎn)方法，采用“連續(xù)加熱爐加熱鋼錠+軋機(jī)一火軋制”的熱加工開(kāi)坯工藝，生產(chǎn)氣閥鋼鋼坯(1)、熱加工開(kāi)坯一火軋制要求(A)連續(xù)加熱爐加熱鋼錠，鋼錠重量30-60Kg；(B)鋼錠進(jìn)入預(yù)熱區(qū)，入爐溫度≤300℃，保溫100-150分鐘；(C)頂鋼機(jī)將鋼錠推向中溫區(qū)，溫度為700-900℃，保溫20-40分鐘；(D)鋼錠進(jìn)入高溫區(qū)，溫度為1180-1200℃，保溫30-160分鐘，保溫期間，將鋼錠進(jìn)行翻身，減小鋼錠陰陽(yáng)面溫度差；(E)鋼錠陰陽(yáng)面溫度差≤20℃，才能進(jìn)行熱加工開(kāi)坯，進(jìn)入軋機(jī)一火軋制；(2)、軋機(jī)熱加工開(kāi)坯要求(A)軋制前，先關(guān)閉軋輥的冷卻水，軸瓦的冷卻水適當(dāng)關(guān)小，且避免軸瓦的冷卻水飛濺到輥身；按排其它鋼錠先軋制4-6支，軋輥預(yù)熱至100-200℃溫度，允許軋制氣閥鋼；(B)軋機(jī)軋輥速度以爬行執(zhí)行(類似壓路機(jī)壓實(shí)路面形式破碎鋼錠鑄態(tài)的柱狀晶，最大限度地降低軋輥對(duì)軋件的拉應(yīng)力)，軋輥速度≤20轉(zhuǎn)/分；(C)鋼錠的開(kāi)軋溫度≥1150℃，終軋溫度≥1020℃，一火次壓下規(guī)程道次10-18道；(D)鋼錠在前8道次的軋機(jī)平底孔軋制時(shí)，嚴(yán)格控制延伸率與表面展寬量，壓下量≤20mm，且保持一個(gè)方向的軋制。
和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)
1、工藝簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)，生產(chǎn)組織便捷；2、生產(chǎn)周期大大縮短；3、金屬成坯率大大提高；4、冶金制造成本大大降低。
具體實(shí)施方案某特鋼公司實(shí)施本發(fā)明專利，采用連續(xù)加熱爐加熱鋼錠(錠重40Kg)+軋機(jī)(400軋機(jī))一火軋制的熱加工開(kāi)坯，生產(chǎn)氣閥鋼鋼坯(55×55mm)。軋機(jī)一火軋制時(shí)，(A)鋼錠進(jìn)入預(yù)熱區(qū)，入爐溫度300℃，保溫120分鐘；(B)頂鋼機(jī)將鋼錠推向中溫區(qū)，溫度為800℃，保溫30分鐘；(C)鋼錠進(jìn)入高溫區(qū)，在1180-1200℃的溫度下，鋼錠保溫60分鐘后進(jìn)行翻身，減小鋼錠陰陽(yáng)面溫度差，翻過(guò)身的鋼錠再保溫10分鐘；(D)鋼錠陰陽(yáng)面溫度差≤20℃，才能進(jìn)行熱加工開(kāi)坯，進(jìn)入軋機(jī)一火軋制；軋機(jī)熱加工開(kāi)坯時(shí)，(A)軋制前，先關(guān)閉軋輥的冷卻水，軸瓦的冷卻水適當(dāng)關(guān)小，且避免軸瓦的冷卻水飛濺到輥身；安排其它鋼錠先軋制5支，使軋輥預(yù)熱溫度達(dá)160℃；(B)軋機(jī)軋輥速度以爬行執(zhí)行，軋輥速度≤20轉(zhuǎn)/分；(C)鋼錠的開(kāi)軋溫度1150℃，終軋溫度1020℃，一火壓下規(guī)程道次13道；(D)鋼錠在前8道次的軋機(jī)平底孔軋制時(shí)，嚴(yán)格控制延伸率與表面展寬量，壓下量10-20mm(類似壓路機(jī)壓實(shí)路面形式破碎鋼錠鑄態(tài)的柱狀晶，最大限度地降低軋輥對(duì)軋件的拉應(yīng)力)，且保持一個(gè)方向的軋制。
實(shí)施本發(fā)明專利對(duì)氣閥鋼進(jìn)行熱加工開(kāi)坯，具有工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)組織便捷、冶金制造成本低的特點(diǎn)，與傳統(tǒng)的“冶煉鑄錠—鍛壓開(kāi)坯”生產(chǎn)工藝相比，生產(chǎn)周期縮短5倍以上，金屬成坯率92％以上，冶金制造成本降低300元/噸鋼以上；由55方mm氣閥鋼(軋機(jī)熱加工開(kāi)坯生產(chǎn))制成的Φ12mm成品材，其內(nèi)材質(zhì)量均滿足GB/T12773-1991標(biāo)準(zhǔn)之規(guī)定(見(jiàn)表一、表二)，符合產(chǎn)品質(zhì)量要求，鋼坯表面質(zhì)量?jī)?yōu)于鍛壓開(kāi)坯，鋼錠開(kāi)坯、成材合格率100％，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
軋坯的金屬成坯率、低倍質(zhì)量表1

Φ12mm成品材低倍質(zhì)量和退火硬度測(cè)試結(jié)果表2

權(quán)利要求
1.氣閥鋼軋制開(kāi)坯的生產(chǎn)方法，其特征是采用“連續(xù)加熱爐加熱鋼錠+軋機(jī)一火軋制”的熱加工開(kāi)坯工藝，生產(chǎn)氣閥鋼鋼坯(1)、熱加工開(kāi)坯一火軋制要求(A)連續(xù)加熱爐加熱鋼錠，鋼錠重量30-60Kg；(B)鋼錠進(jìn)入預(yù)熱區(qū)，入爐溫度≤300℃，保溫100-150分鐘；(C)頂鋼機(jī)將鋼錠推向中溫區(qū)，溫度為700-900℃，保溫20-40分鐘；(D)鋼錠進(jìn)入高溫區(qū)，溫度為1180-1200℃，保溫30-160分鐘，保溫期間，將鋼錠進(jìn)行翻身，減小鋼錠陰陽(yáng)面溫度差；(E)鋼錠陰陽(yáng)面溫度差≤20℃，才能進(jìn)行熱加工開(kāi)坯，進(jìn)入軋機(jī)一火軋制；(2)、軋機(jī)熱加工開(kāi)坯要求(A)軋制前，先關(guān)閉軋輥的冷卻水，軸瓦的冷卻水適當(dāng)關(guān)小，且避免軸瓦的冷卻水飛濺到輥身；按排其它鋼錠先軋制4-6支，軋輥預(yù)熱至100-200℃溫度，允許軋制氣閥鋼；(B)軋機(jī)軋輥速度以爬行執(zhí)行(類似壓路機(jī)壓實(shí)路面形式破碎鋼錠鑄態(tài)的柱狀晶，最大限度地降低軋輥對(duì)軋件的拉應(yīng)力)，軋輥速度≤20轉(zhuǎn)/分；(C)鋼錠的開(kāi)軋溫度≥1150℃，終軋溫度≥1020℃，一火次壓下規(guī)程道次10-18道；(D)鋼錠在前8道次的軋機(jī)平底孔軋制時(shí)，嚴(yán)格控制延伸率與表面展寬量，壓下量≤20mm，且保持一個(gè)方向的軋制。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了氣閥鋼軋制開(kāi)坯的生產(chǎn)方法，采用“連續(xù)加熱爐加熱鋼錠+軋機(jī)一火軋制”的熱加工開(kāi)坯工藝，生產(chǎn)氣閥鋼鋼坯，用軋機(jī)代替鍛壓機(jī)進(jìn)行熱加工開(kāi)坯，軋制出合格的氣閥鋼鋼坯，解決了氣閥鋼生產(chǎn)周期長(zhǎng)、金屬成坯率低的問(wèn)題，大大降低冶金制造的生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C21D11/00GK101069894SQ20071002092
公開(kāi)日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2007年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月4日
發(fā)明者宮友軍, 吳申慶, 葉剛, 練明生, 韓小軍, 趙永宏 申請(qǐng)人:江蘇申源特鋼有限公司