关于轧钢的论文
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。
4.1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。
4.2加热规范
常用高合金工具钢锻造加热规范见表1。
表1
4.3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 850~900
Cr12Mo 1150~1180 1070~1120 840~880
Cr12MoV 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。
4.4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。
4.4.1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。
4.4.2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%)。资料来源：www.lw3721.com
轧钢厂的工艺流程是怎么样的?
热轧工艺流程：1、从炼钢厂送过来的连铸坯，首先是进入加热炉，2、然后经过初轧机反复轧制之后，进入精轧机。3、在热轧生产线上，轧坯加热变软，被辊道送入轧机，最后轧成用户要求的尺寸。轧钢是连续的不间断的作业，钢带在辊道上运行速度快，设备自动化程度高，效率也高。从平炉出来的钢锭也可以成为钢板：1、首先要经过加热和初轧开坯才能送到热轧线上进行轧制；2、先经过除磷到初轧，经辊道进入精轧轧机，精轧机由7架4辊式轧机组成，机前装有测速辊和飞剪，切除板面头部。3、精轧机的速度可以达到23m/s。热轧成品分为钢卷和锭式板两种，经过热轧后的钢轨厚度一般在几个毫米；如果用户要求钢板更薄的话，还要经过冷轧。冷轧工艺流程：1、在冷轧机上，开卷机将钢卷打开，然后将钢带引入五机架连轧机轧成薄带卷。2、从五机架上出来的还有不同规格的普通钢带卷，它是根据用户多种多样的要求来加工。与热轧相比，冷轧厂的加工线比较分散，冷轧产品主要有普通冷轧板、涂镀层板也就是镀锡板、镀锌板和彩涂板。经过热轧厂送来的钢卷，先要经过连续三次技术处理，先要用盐酸除去氧化膜，然后才能送到冷轧机组。武钢生产镀锡板采取的是电镀锡工艺。镀锌板的生产工艺有两种：一种是热镀锌，一种是电镀锌。它们用在发电设备、机电设备、轻工、食品和家电上。用镀锌板作为基材，在反面涂上各种涂料就成为彩色涂层钢板。除了板材以外，轧钢厂也生产长材，如型钢、钢轨、棒材、圆钢和线材，它的生产过程和轧钢原理与板材类似，但是使用的轧辊辊型完全不同。这是大致工艺流程，不同的车间，会有不同的设备，工艺流程也会有不同。扩展资料轧钢厂安全生产的主要特点轧钢是将炼钢厂生产的钢锭或连铸钢坯轧制成钢材的生产过程，用轧制方法生产的钢材，根据其断面形状，可大致分为型材、线材、板带、钢管、特殊钢材类。轧钢的方法，按轧制温度的不同可分为热轧与冷轧；按轧制时轧件与轧辊的相对运动关系可分为纵轧、横轧；按轧制产品的成型特点可分为一般轧制和特殊轧制。旋压轧制、弯曲成型的都属于特殊轧制。轧制同其他加工一样，是使金属产生塑性变形，制成具有一品。不同的是，轧钢工作是在旋转的轧辊间进行的。轧钢机为两大类，轧机主要设备或轧机主列、辅机和辅助设备。凡用以使金属在旋转的轧辊中变形的设备，通常称为主要设备。主机设备排列成的作业线称为轧钢机主机列。主机列由主电机、轧机和传动机械三部分组成。轧机按用途分类有：初轧机和开坯机，型钢轧机(大、中、小和线材)，板带机，钢管轧机和其他特殊用途的轧机。轧机的开坯机和型钢轧机是以轧辊的直径标称的，板带轧机是以轧辊辊身长度标称的，钢管轧机是以能轧制的钢管的最大外径标称的。2．轧钢主要安全技术（1）中厚板轧后快冷技术，采用国际上先进的高密度管层流冷却装置，改进中厚板生产中利用控制轧制控制冷却工艺生产专用钢板，并提高钢板的机械性能（2）棒材生产的控轧控冷技术，通过特殊设计的冷却器实现机架间和机组间轧件的温度控制轧制，提高棒材强度与韧性，棒材生产的切分技术，通过特殊设计的切分导卫或孔型将一根轧件切分成多根。目前切分线数最多，实现批量生产的钢厂较少。（3）冷轧、热轧、中厚板板形控制技术，包括：轧辊辊型的设计与优化；带钢板形在线检测、信号识别和板形评价；板形控制策略和预设定、前馈、反馈数学模型。（4）液压AGC技术，采用高性能的液压APC、AGC控制系统，具有响应速度快、控制精度高的优点正在取代电动AGC成为当今新建轧机和欲改造轧机的首选技术。（5）双机架可逆式冷轧机成套装备与技术，该技术根据轧制带钢的材质、规格和生产工艺条件选择不同的轧制道次，使轧机能在较大的范围内灵活适应带钢材质、规格和卷重的变化，产品精度高，可开发精密带钢和有色金属箔带。（6）热轧窄带钢生产成套设备及工艺技术，在工艺和设备上向宽带钢靠拢，用层流冷却和卧式卷取机取代活套振荡器和立式卷取；粗轧机前增加高压水除鳞，带钢的表面质量、性能明显改善，卷重增加，可达1-2吨。（7）基于图像处理的表面质量在线检测系统，该系统用CCD摄像头采集生产线上产品的表面图像，通过图像处理和模式识别算法对图像进行实时的分析和处理，以检测产品的表面是否存在着缺陷，并且获取缺陷的尺寸、部位、类型、等级等信息，从而达到在线评估和控制产品表面质量的目的。（8）钢材品种开发与性能优化技术，包括：工艺参数对IF钢成形性能的影响；超细晶粒、高强度纯净钢的研究；高强度微合金(Ti, Nb, V ,B) 钢的研究。（9）棒线材尺寸在线检测系统（ORBIS）分析软件包，此软件包WRODES是采用C++开发，系统安装方便、快捷，系统运行稳定可靠，良好的人机界面，支持自动报表生成打印，并具有统计分析、历史纪录回放、查询等功能。（10）有限元模拟在冶金行业中的应用，采用在通用有限元软件ANSYS，；体积成型与热处理分析有限元软件DEFORM和薄板成型分析软件DYNAFORM上进行二次开发的方法使新产品开发和现有工艺的改进建立在更科学、更可靠得基础上。参考资料：百度百科-轧钢
