大型CrMo工作辊冶、锻、热处理工艺研究.docVIP

大型9Cr2Mo工作辊冶、锻、热处理工艺研究 重工科技2002No.2?13? 大型9Cr2Mo工作辊冶锻,热处理工艺研究 闫建安张清莲等 太原重型机械集团铸锻有限公司太原030024 前言 大型9Cr2Mo工作辊是特板矫直机上的核心 部分,其主要工作特点是将200ram厚的钢板通过 矫直达到设计所需求的板型平直度,因此,工作辊 质量的好坏直接影响着钢板的质量.根据图纸设 计要求,工作辊甚本尺寸为0680×6620mm,材料 选用9Cr2Mo钢,基体调质硬度为HBS240—280, 辊体表面淬火硬度HRC62～67,超声波探伤不得 有≥08ram当量的单个缺陷和≥03mm当量的密 集缺陷,这就要求工作辊本身必须有高强度,高韧 性,高耐磨性,高精度和足够的硬化层,其截面之 大,要求之高,这在太重的生产史上还不曾有过, 它是集冶,锻,热处理工艺难度于一身的国内直径 最大的,技术要求最高的,条件最苛刻的9Cr2Mo 整体辊.我们查了国内外有关资料,≤0500mm系 轧辊有资料介绍,但≥0500mm系辊型无详细资 料.国内一重,二重曾生产过但出现过炸辊,废品 率很高,且均不能以锻件毛坯或精加工形式交 货.我们所要解决的关键问题:(1)开发33t锭冶炼 工程,制定出33t锭冶炼工艺规范和操作要点,确 保钢水的纯净度和冶炼退火中钢锭不开裂;(2)锻 造比的选择,锻造过程的加热曲线和锻后热处理 工艺曲线的制定,确保锻造比,保证锻件在锻造过 程中不开裂;(3)调质热处理工艺参数的选择,冷 却时间的控制,加热和冷却速度的控制,防炸裂的 调整电参数用,b,预热温度的选择,工艺方案的确 定,c,设计辊表淬用台具. 1初步拟定的工艺路线 30t电炉40t钢包精炼一钢锭去应力退火一 锻造一锻后热处理一粗加工一加工一探伤一调质 一精加工一消除应力一探伤一表淬一粗磨精磨一 包装出厂 2技术要求及要点 2.1化学成分 如表1. 2.2原材料性能要求 叮s~gt;420MPacrb≥890MPa6≥8% 2.3工作辊调质硬度:HBS240～280 2.4工作辊,导辊表淬硬度 HRC60—67(HS81～95),淬硬层深6～10mm 2.5超声波探伤 不得有≥08mm当量的单个缺陷和≥03mm 当量的密集缺陷. 2.6技术难点及关键 680×6620mm工作辊所需锻造用钢锭33t, 这在太重生产史上还前所未有.以前也只生产过 材质为9Cr2Mo的十几吨重的小钢锭.9Cr2Mo这种 材料热抗倾向大,导热性极差,且对白点十分敏 感.无论是冶炼,锻造还是热处理,哪个环节稍有 不慎,就有可能开裂报废.有时甚至搁置在库房的 措施;(4)表淬a,感应器的设置,设计试验件作为成品,由于内应力太大而断成两节.因此,冶炼时 标准CSiMI1SPCrMo 企标0.85～0.950.25～0.450.25～0.35≤0.025≤0.0251.70～2.100.20～0.40 ? 14?重工科技2002No.2 硫,磷含量的控制,钢水的纯净度,热曲线的制定, 每一个环节的操作要点等都是关键中的关键. 3冶炼 工作辊选材为9Cr2Mo钢,基本尺寸为0680× 6620mm,9Cr2Mo钢锭锭型33t.采用精炼炉氧化法 冶炼并真空除气,硫含量≤O.015%(内控成分), 内渣中(FeO≤0.4%,碱度CaO/SiOz达到2.5— 4).浇注采用下注法,钢水在浇注过程中使夹杂上 浮,缓解内应力分布,使组织致密,经检测化学成 份符合标准达到预期目标[N】≤50PPm,[H】≤ 3.5PPm,fO]≤75PPm. 温 度 (℃ 钢锭退火工艺如图1. { 3o/h25o出炉600±10/厕18 ≥35O{8I导 圈1 钢锭的退火工序很重要,特别是钢锭的脱模 温度和升温速度. 4锻造 大截面9Cr2Mo系轧辊锻造温区窄,材料变形 抗力大,锻造过程中极易开裂,为保证大截面辊心 部锻透,采用FM法,也即心部压实法. 4.1锻造工艺参数 锻比:5.8钢锭利用率:64.4% 锻重:21242Kg锻造等级:2级 锻温:1180—850cI=锻造火次:2火 钢锭:33t 4.2锻后热处理曲线 如图2 温 度 (℃) 时间(h) 图2 锻后热处理目的: 9Cr2Mo工作辊锻后热处理主要是消除锻件的 内应力,降低硬度便于加工.提高化学成分的均匀 性,防止白点的产生.细化晶粒,促进碳化物球化, 为调质工序做组织准备. 4.3操作要点及难点 (1)正确选择退火工艺曲线. (2)由于辊子截面大,热应力大,加热速度应 尽可能低. (3)充分去氢. (4)选择780—820~C温度区间,正好是 9Cr2Mo钢的两相区,有利于球化退火.640～660~C 扩氢温度,在这个温度区间,氢扩散速度最快.使 其充分扩氢,才能保证辊子的