一种提高20Cr钢棒热轧圆钢表面质量的轧制工艺

技术领域

本发明属于轧钢技术领域，具体涉及一种提高20Cr钢棒热轧圆钢表面质量的轧制工艺。

背景技术

20Cr钢是铬系合金结构钢中最典型的基础品种，市场需求量巨大，在汽车、矿山机械等制造行业被广泛用于制造心部强度要求较高、表面承受磨损、截面尺寸在30mm以下或形状较复杂而载荷不大的渗碳零件，如齿轮、齿轮轴、凸轮、活塞销、蜗杆等；或用于要求热处理变形小和高耐磨性的零件，渗碳后可进行高频表面淬火；或用于工作速度大并承受中等冲击负荷的调质零件，在我国国民经济和国防建设中起着重要的作用。

而随着炼钢设备和水平的进步，钢质纯净度不断提高，制约20Cr钢热顶锻性能的因素主要集中在轧制工艺。近年来市场需求增加，但目前各生产及使用单位基本都采用正火+回火、调质等工艺生产，由于圆钢经过正火和回火两道热处理工序，不仅工艺流程复杂且对设备要求严格，另一方面更是增加了生产制造成本。

所以，通过调整轧制工艺，确保产品良好的表面质量，以便减少表面微裂纹和纵向开裂的开裂源，避免表面缺陷、提升表面质量是亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高20Cr钢棒热轧圆钢表面质量的轧制工艺，能够确保产品良好的表面质量，减少表面微裂纹和纵向开裂的开裂源等相关问题。

为了实现以上目的，本发明提供一种提高20Cr钢棒热轧圆钢表面质量的轧制工艺，具体操作步骤如下：

(1)按照各化学成分重量称取组分，混合物料，经过冶炼，浇铸成钢坯；钢坯加热进行热轧；钢坯预热段温度为600～710℃，加热1段为940～980℃；加热2段温度为1150～1180℃；均热段温度为1150～1180℃；其中均热段时间为35～85min，总加热时间≥220min，钢坯完全均匀透烧后出炉，目标出钢温度为1050～1180℃；

(2)热轧料轧制，开启高压水除磷，除磷结束后至轧机进行轧制；

(3)开轧温度为1030～1075℃，终轧温度为890～960℃；

(4)最后进行精整和检验；

所述20Cr钢棒由下列重量百分比的成分组成：

C：0.18～0.22、Si：0.17～0.35、Mn：0.50～0.80、P：≤0.020、S：≤0.015、Cr：0.70-1.00，Als：≤0.050，余量为Fe及不可避免杂质。

优选的，步骤(1)中，所述钢坯加热采用高效步进梁式加热炉，由工业微机和PLC构成控制系统，能根据设定参数实现自动燃烧。

优选的，步骤(1)中，所述总加热时间220～260min。

优选的，步骤(1)中，所述目标出钢温度1145～1150℃。

优选的，步骤(2)中，所述除磷压力为15～20MPa。

本发明的优点和技术效果是：

(1)采用高效步进梁式加热炉，由工业微机和PLC构成控制系统，能根据设定参数实现自动燃烧，具有生产操作灵活、钢坯加热均匀、氧化烧损少和节能等优点。

(2)本发明方法简单易行、成本低廉，通过轧制冷却工艺改进，轧制、除磷及控制温度相关参数，得到表面形成薄的致密的不易破损的氧化铁皮，表面光洁度高、无麻面的高表面质量的20Cr钢棒。

(3)本发明利用钢厂现有设备和工艺条件，得到高表面质量的20Cr钢棒，既不增加投资和生产成本，又提高了生产效率和经济效益，节能减耗。

具体实施方式

以下结合实例对本发明进行详细描述，但本发明不局限于这些实施例。

实施例1：

(1)按照各化学成分重量称取组分，混合物料，经过冶炼，浇铸成钢坯；钢坯加热后进行热轧；钢坯预热段温度为700℃；加热1段温度为980℃；加热2段温度1150℃；均热段温度1150℃，均热段时间35min，总加热时间为220min，钢坯完全均匀透烧后出炉，目标出钢温度1145℃；

(2)热轧料轧制，开启高压水除磷，除磷压力为18MPa，除磷结束后至轧机进行轧制；

(3)开轧温度为1030℃，终轧温度为900℃；

(4)最后进行精整和检验；

所述20Cr钢棒由下列重量百分比的成分组成：

C：0.22、Si：0.25、Mn：0.60、P：0.016、S：0.010、Cr：0.85，Als：0.050，余量为Fe及不可避免杂质。

实施例2：

(1)按照各化学成分重量称取组分，混合物料，经过冶炼，浇铸成钢坯；钢坯加热后进行热轧；钢坯预热段温度为690℃；加热1段温度为970℃；加热2段温度1160℃；均热段温度1160℃，均热段时间45min，总加热时间为240min，钢坯完全均匀透烧后出炉，目标出钢温度1150℃；

(2)热轧料轧制，开启高压水除磷，除磷压力为20MPa，除磷结束后至轧机进行轧制；

(3)开轧温度为1050℃，终轧温度为890℃；

(4)最后进行精整和检验；

所述20Cr钢棒由下列重量百分比的成分组成：

C：0.20、Si：0.26、Mn：0.60、P：0.014、S：0.009、Cr：0.95，Als：0.030，余量为Fe及不可避免杂质。

实施例3：

(1)按照各化学成分重量称取组分，混合物料，经过冶炼，浇铸成钢坯；钢坯加热后进行热轧；钢坯预热段温度为700℃；加热1段温度为950℃；加热2段温度1180℃；均热段温度1180℃，均热段时间50min，总加热时间为260min，钢坯完全均匀透烧后出炉，目标出钢温度1150℃；

(2)热轧料轧制，开启高压水除磷，除磷压力为15MPa，除磷结束后至轧机进行轧制；

(3)开轧温度为1060℃，终轧温度为910℃；

(4)最后进行精整和检验；

所述20Cr钢棒由下列重量百分比的成分组成：

C：0.19、Si：0.28、Mn：0.60、P：0.016、S：0.008、Cr：0.99，Als：0.040，余量为Fe及不可避免杂质。

通过观测，实施例1-3所制备的20Cr钢棒热轧圆钢，得到表面形成薄的致密的不易破损的氧化铁皮，表面光洁度高、无麻面、圆钢弯曲度更好。

实施例1-3，经过所制备的20Cr钢棒热轧圆钢进行漏磁探伤，精度按照深度×宽度×长度：0.3mm×0.2mm×25mm执行，具体结果如表1。

表1：圆钢漏磁合格率

通过表1可以看出，经过本发明的轧制工艺，其表面质量提升明显，同时合格率均在90％以上，降本增益效果显著。

说明：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。