一种降低20CrMnTi热轧态硬度和弯曲度的轧制方法

摘要

本发明公开了一种降低20CrMnTi热轧态硬度和弯曲度的轧制方法，包括以下步骤：对方坯进行步进式加热炉进行加热，所述步进式加热依次包括预热段、加热一段、加热二段以及均热段；其中，预热段的温度为≤900℃，加热一段的温度为950～1150℃，加热二段的温度为1150～1280℃，均热段的温度为1130～1270℃；将加热之后的方坯采用高压水除鳞；开坯轧制得到初轧坯；将初轧方坯放入连轧机组得到圆坯；将圆坯送入预精轧机组进一步轧制得到尺寸进一步缩小的圆坯；采用水箱进行穿水；将圆坯送入KOCKS机组轧制得到轧钢；将轧钢分段后在冷床上冷却并且进一步分段得到成品。采用本发明轧制方法轧制的20CrMnTi的金相显微组织为铁素体和珠光体，从而有效改善钢材的热轧态硬度，使热轧态硬度≤210HB。

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种降低20CrMnTi热轧态硬度和弯曲度的轧制方法。

背景技术

20CrMnTi是我国齿轮用钢的主导品种，用途较为广泛，主要用于齿轮、齿轮轴、活塞类、其他设备零件以及汽车、飞机等多种特殊零部件。为了扩大产量以及节约能耗，目前众制造商对该钢种不进行热处理等工艺，直接用于机械加工。但是该钢种在生产过程中，存在热轧态弯曲度大和硬度高，导致下料困难的问题。且冷剪等加工时易形成开裂、断裂等缺陷。虽然满足《GB/T 702-2017热轧钢棒尺寸、外形、重量及允许偏差》中的规定，但仍给生产组织和下游用户造成很大困扰。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种降低20CrMnTi热轧态硬度和弯曲度的轧制方法，能够有效改善该钢种热轧态硬度、弯曲度以及尺寸精度。

技术方案：本发明公开的降低20CrMnTi热轧态硬度和弯曲度的轧制方法，包括以下步骤：

S1、对方坯进行步进式加热炉进行加热，所述步进式加热依次包括预热段、加热一段、加热二段以及均热段；其中，预热段的温度为≤900℃，加热一段的温度为950～1150℃，加热二段的温度为1150～1280℃，均热段的温度为1130～1270℃；该步骤目的是将坯料加热到奥氏体单相固溶体组织的温度范围内，有足够时间进行均匀化和溶解碳化物，从而提高钢的塑形，降低变形抗力，改善内部组织和性能，以便于轧制。

S2、将加热之后的方坯采用高压水除鳞去除表面的氧化铁皮；

S3、将除鳞后的方坯进行开坯轧制得到初轧坯；

S4、将初轧方坯放入连轧机组得到圆坯；

S5、将圆坯送入预精轧机组进一步轧制得到尺寸进一步缩小的圆坯；

S6、采用水箱进行穿水；

S7、将圆坯送入KOCKS机组轧制得到轧钢；

S8、将轧钢分段后在冷床上冷却并且进一步分段得到成品。

进一步的，S1中控制坯料预热段的升温速度为0.137～0.288℃/s，加热一段的升温速度为0.132～0.224℃/s，加热二段的升温速度为0～0.128℃/s，均热段的升温速度为0～0.152℃/s，总加热时间≥180min。

进一步的，S2中除鳞水压≥18MPa。

进一步的，S3中对坯料进行轧制，为了在不产生加热缺陷的情况下充分满足钢的热塑性变形要求，在处于单向奥氏体区范围内开始轧制，开坯轧制温度1050～1180℃，S7中为了获得合适的组织并达到要求的性能，进KOCKS机组温度810～850℃。

进一步的，S6中穿水过程中喷嘴均匀分布，使圆坯冷却均匀，并且水流量为100m

进一步的，S8中轧制好的钢材上冷床空冷，并且冷床配有保温罩，上冷床温度800～840℃，通过冷床步进可使钢材在冷床上旋转，可使温度均匀降温，保温罩内冷却速率0.18-0.22℃/S，有效控制组织转变在冷床保温罩内均匀完成，出保温罩温度580-600℃，下冷床温度250～350℃，下冷床后采用堆冷或缓冷方式将钢材冷却到室温。

有益效果：对比现有技术的工艺方法：采用本发明的轧制方法，轧制的20CrMnTi的金相显微组织为铁素体和珠光体，从而有效改善钢材的热轧态硬度，使热轧态硬度≤210HB，解决了硬度降低带来的弯曲度变差的问题，使钢材的热轧态弯曲度大大提升，同时该方法轧制的圆钢尺寸精度也得到极大改善，满足热轧态直接交货使用，无需后续退火降低硬度和矫直改善弯曲度。大大缩短生产及精整处理周期，降低生产消耗，更加符合节能环保要求。

附图说明

图1为实施例1得到的轧材金相显微组织图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

一种降低20CrMnTi热轧态硬度和弯曲度的轧制方法，包括以下步骤：

S1、对方坯进行步进式加热炉进行加热，所述步进式加热依次包括预热段、加热一段、加热二段以及均热段；其中，预热段的温度为900℃，加热一段的温度为1150℃，加热二段的温度为1280℃，均热段的温度为1270℃；控制坯料预热段的升温速度为0.288℃/s，加热一段的升温速度为0.224℃/s，加热二段的升温速度为0.128℃/s，均热段的升温速度为0.152℃/s，总加热时间≥180min。

S2、将加热之后的方坯采用高压水除鳞去除表面的氧化铁皮，除鳞水压20MPa。

S3、将除鳞后的方坯进行开坯轧制得到初轧坯，开坯轧制温度1180℃。

S4、将初轧方坯放入连轧机组得到圆坯；

S5、将圆坯送入预精轧机组进一步轧制得到尺寸进一步缩小的圆坯；

S6、采用水箱进行穿水，穿水过程中喷嘴均匀分布，使圆坯冷却均匀，并且水流量为100m

S7、将圆坯送入KOCKS机组轧制得到轧钢，进KOCKS机组温度850℃。

S8、制好的钢材上冷床空冷，并且冷床配有保温罩，上冷床温度840℃，保温罩内冷却速率0.22℃/S，出保温罩温度600℃，下冷床温度350℃，下冷床后采用堆冷方式将钢材冷却到室温。

如图1所示，采用本实施例的轧制方法，轧制的20CrMnTi的金相显微组织为铁素体和珠光体，从而有效改善钢材的热轧态硬度，使热轧态硬度≤210HB，解决了硬度降低带来的弯曲度变差的问题，使钢材的热轧态弯曲度大大提升，无需后续退火降低硬度和矫直改善弯曲度。同时该方法轧制的圆钢尺寸精度也得到极大改善，满足热轧态直接交货使用。大大缩短生产及精整处理周期，降低生产消耗。

实施例2

一种降低20CrMnTi热轧态硬度和弯曲度的轧制方法，包括以下步骤：

S1、对方坯进行步进式加热炉进行加热，所述步进式加热依次包括预热段、加热一段、加热二段以及均热段；其中，预热段的温度为880℃，加热一段的温度为1100℃，加热二段的温度为1200℃，均热段的温度为1210℃；控制坯料预热段的升温速度为0.2111℃/s，加热一段的升温速度为0.189℃/s，加热二段的升温速度为0.1℃/s，均热段的升温速度为0.12℃/s，总加热时间≥180min。

S2、将加热之后的方坯采用高压水除鳞去除表面的氧化铁皮，除鳞水压19MPa。

S3、将除鳞后的方坯进行开坯轧制得到初轧坯，开坯轧制温度1100℃。

S4、将初轧方坯放入连轧机组得到圆坯；

S5、将圆坯送入预精轧机组进一步轧制得到尺寸进一步缩小的圆坯；

S6、采用水箱进行穿水，穿水过程中喷嘴均匀分布，使圆坯冷却均匀，并且水流量为100m

S7、将圆坯送入KOCKS机组轧制得到轧钢，进KOCKS机组温度830℃。

S8、制好的钢材上冷床空冷，并且冷床配有保温罩，上冷床温度820℃，保温罩内冷却速率0.2℃/S，出保温罩温度590℃，下冷床温度300℃，下冷床后采用缓冷方式将钢材冷却到室温。

实施例3

一种降低20CrMnTi热轧态硬度和弯曲度的轧制方法，包括以下步骤：

S1、对方坯进行步进式加热炉进行加热，所述步进式加热依次包括预热段、加热一段、加热二段以及均热段；其中，预热段的温度为850℃，加热一段的温度为950℃，加热二段的温度为1150℃，均热段的温度为1130℃；控制坯料预热段的升温速度为0.137℃/s，加热一段的升温速度为0.132℃/s，加热二段的升温速度为0.06℃/s，均热段的升温速度为0.06℃/s，总加热时间≥180min。

S2、将加热之后的方坯采用高压水除鳞去除表面的氧化铁皮，除鳞水压18MPa。

S3、将除鳞后的方坯进行开坯轧制得到初轧坯，开坯轧制温度1050℃。

S4、将初轧方坯放入连轧机组得到圆坯；

S5、将圆坯送入预精轧机组进一步轧制得到尺寸进一步缩小的圆坯；

S6、采用水箱进行穿水，穿水过程中喷嘴均匀分布，使圆坯冷却均匀，并且水流量为100m

S7、将圆坯送入KOCKS机组轧制得到轧钢，进KOCKS机组温度810℃。

S8、制好的钢材上冷床空冷，并且冷床配有保温罩，上冷床温度800℃，保温罩内冷却速率0.18℃/S，出保温罩温度580℃，下冷床温度250℃，下冷床后采用缓冷方式将钢材冷却到室温。