一種熱軋制造易切削不銹鋼棒材的方法
【專利摘要】本發明提供一種成本低廉、軋制技術工藝成熟且產品質量穩定可靠的熱軋制造易切削不銹鋼棒材的方法；其包括以下步驟：S1、棒材預熱處理；S2、加熱處理；S3、保溫處理；S4、棒材軋制；S5、軋制區冷卻；S6、棒材成品快速冷卻；S7、在線收卷；與現有技術相比，本方案技術工藝，其具有流水線作業工序少，產品成材率高，可自動控制，安全可靠，易于操作，棒材成品品質好等特點。尤其本發明實現了不銹鋼在線加熱與一次性軋制成型的工藝方法，使其生產制造成本相當低，完全可以替代傳統棒材軋制工藝制造的成品。
【專利說明】
一種熱軋制造易切削不銹鋼棒材的方法
技術領域
[0001]本發明涉及易切削不銹鋼材料技術領域，尤其涉及到一種應用于電視上的易切削不銹鋼配方及其制造方法。
【背景技術】
[0002]現有不銹鋼棒材的制造方法，其主要有棒材乳制法和擠壓法。這兩種加工方法中，前者國內外大多采用，將大鋼錠進行開坯乳制后，然后進行粗乳、中間乳制和精乳，其乳制設備多選用二輥乳機和二輥三輥乳機相組合的配置。這種加工制造方法的不足之處主要在于，工序多，能耗高，成材率低(僅為65 %左右)，不能制造超長棒材成品，且需在乳制后再進行離線固溶熱處理，這樣便大幅度提高了棒材加工制造成本高，使其缺乏市場競爭力。擠壓法的缺點主要是小錠重，幾何廢料損失大，金屬流動不均勻，擠壓速度低，輔助時間長及模具損耗大、成本尚等缺陷。
[0003]目前，直接乳制技術和在線熱處理工藝逐漸得到應用。在新日鐵住金不銹鋼公司的棒線工廠，早于其它公司在粗乳中引進了能進行一道次大壓下的傾斜乳機，同時還開發和應用了在線熱處理技術，應用了直接乳制在線熱處理工藝。2002年新日鐵公司光廠進行了不銹鋼棒線設備改造，將中間乳機后的精乳機從傳統的二輥型改造成三輥型的精密乳機，由此大幅度提高線材制品的尺寸精度。另外，變更尺寸的換輥作業改變為成組更換方式，換輥時間大幅度縮短。2011年，達涅利摩根沙瑪為印度Mittal有限公司新建不銹鋼棒線材乳線，該生產線包括加熱爐、一架可逆式粗乳機和配套輸入、輸出設備、由14個平-立布置的無牌坊機架組成的連乳機組、一個10機架小壓下量Delta線材乳制機組、LLH吐絲機、線材散卷可控冷卻輸送線和相應的在線盤卷精整設備。
[0004]綜上所述，當前國內加工制造不銹鋼棒材的工藝方法均存在工序多、能耗與生產成本高等不足。有鑒于此，對于如何尋找到一種成本低廉、乳制技術工藝成熟且產品質量穩定可靠的乳制技術手段就顯得尤為重要。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種成本低廉、乳制技術工藝成熟且產品質量穩定可靠的熱乳制造易切削不銹鋼棒材的方法。
[0006]為實現上述目的，本發明所提供的技術方案為:一種熱乳制造易切削不銹鋼棒材的方法，其特征在于:包括以下步驟:S1、棒材預熱處理；S2、加熱處理;S3、保溫處理；S4、棒材乳制;S5、乳制區冷卻;S6、棒材成品快速冷卻;S7、在線收卷。
[0007]優選地，在步驟SI中對棒材預熱處理的過程中，采用電爐加熱，將整批棒材加熱到650 °C ?700 °C。
[0008]優選地，在步驟S2中對經預熱處理后的棒材進行加熱處理的過程中，其為將棒材通過在線電感應線圈加熱到1150 °C?1250 °C。
[0009]優選地，在步驟S3中對經加熱處理后的棒材進行在線保溫的過程中，其為將棒材的溫度保持在1150 °C?1250 °C。
[0010]優選地，在步驟S4中對棒材進行棒材乳制過程中，其以大變形量高速率進行乳制作業。
[0011]優選地，在步驟S5中對棒材乳進行乳制區冷卻過程中，其為通過采取冷卻水用量和冷卻水作用位置的方法來適應不同棒材變形量的冷卻手段。
[0012]優選地，在步驟S6中對棒材成品快速冷卻處理過程中，為以80°C/s?100°C/s的降溫速率快速冷卻到環境溫度。
[0013]優選地，在步驟S7中對棒材成品進行在線收卷的過程中，為在保證棒材進料口不旋轉的條件下，通過留有一定空間供成品在熱態且不影響材料性能的前提下，供其發生一定的扭轉，然后在線冷卻實現冷態收卷。
[0014]優選地，所述高速變形速率是通過三輥行星乳機回轉大盤轉速在250rpm?300rpm范圍，及乳出速度在5m/min?8m/min范圍內調控的，其中大變形量高速率的調控范圍關系到了棒材乳制溫度的高低。
[0015]優選地，所述棒材為易切削不銹鋼棒材。
[0016]與現有技術相比，本方案技術工藝，其具有流水線作業工序少，產品成材率高，可自動控制，安全可靠，易于操作，棒材成品品質好等特點。尤其本發明實現了不銹鋼在線加熱與一次性乳制成型的工藝方法，使其生產制造成本相當低，完全可以替代傳統棒材乳制工藝制造的成品。
【具體實施方式】
[0017]下面結合具體實施例對本發明作進一步說明:
[0018]本實施例所述的一種熱乳制造易切削不銹鋼棒材的方法，其包括如下步驟:(I)待加工棒材進行批量化整體預熱處理，加熱溫度約650°C?700°C ;然后；(2)棒材在線加熱處理，加熱溫度約1150°C?1250°C，隨后；(3)加熱后的棒材通過保溫套管裝置，確保易切削不銹鋼具有合適的乳制溫度，送入；(4)三輥行星乳機對再結晶溫度以上的棒材進行大變形量高速率乳制，此時；(5)環型冷卻裝置對棒材乳制區域進行分區域溫度控制，隨后；(6)乳制成品件快速冷卻，隨機轉入;(7)乳制成品在線收卷。
[0019]本發明根據各種易切削不銹鋼棒材合金成分及含量的不同，其再結晶溫度也各不同，上述各步驟可依據再結晶溫度的變化而匹配相應的技術措施。但本發明經過多次試驗驗證，從而得出各個步驟優選的技術措施是:在棒材預熱步驟，采用電爐加熱，將整批棒材加熱到650 0C?700 0C ο該加熱方法加熱速度快，工件變形小，氧化小，材料利用率可達95 %，加熱均勻，芯表溫差極小，而且可以批量加熱，符合低能耗、無污染的需求。
[0020]在加熱處理步驟，運用在線電感應線圈加熱，在預熱溫度基礎上，將棒材通過電感應線圈加熱到1150 °C?1250 °C，感應加熱時間短，速度快，能耗少，無污染，無噪聲，并且可實現棒材與感應線圈非接觸的加熱方式，所以與其他的加熱方式相比，氧化極小。同時在線電感應加熱可實現自動控制，易于操作。同時根據易切削不銹鋼棒材合金成分及含量的不同，調整加熱溫度，實現不銹鋼棒材熱乳流水線操作，本發明并不排除其他在線加熱方式。
[0021]在保溫處理步驟，高溫棒材通過三輥行星乳機主傳動箱體內置的保溫套管裝置，保溫套管裝置的作用，既要確保棒材處于高溫待乳狀態，又要保證高溫棒材的熱能量不傳遞到主傳動箱體中，從而影響三輥行星乳機正常乳制。其中保溫套管裝置與主傳動箱體間隙配合，間隙量2mm?4mm，保溫套管裝置由保溫石棉層、隔筒、通水層、筒體構成，通水層與乳鋼廠水管連接形成循環冷卻水。加熱棒材從保溫套管裝置緊接著導入三輥行星乳機。
[0022]在棒材乳制步驟，通過保溫套管裝置的棒材被三輥行星乳機咬入，此過程會使棒材加熱溫度有所下降，但大變形量高速率乳制會產生變形熱，二者疊加使不銹鋼棒材重新達到動態再結晶的溫度，以大變形量高速率乳制而成。大變形量高速率是通過三輥行星乳機回轉大盤轉速在250rpm?300rpm范圍，及乳出速度在5m/min?8m/min范圍內調控的，其中大變形量高速率的調控范圍關系到了棒材乳制溫度的高低。由于棒材溫度在再結晶溫度以上，其在一定過熱狀態下發生的變形，這樣可導致棒材延伸系數增加，可塑性加大，這一切有利于不銹鋼棒材完全完成動態再結晶，使不銹鋼棒材的晶粒組織更細小、均勻，從而保證了本發明制造方法的可行性。
[0023]在棒材乳制區冷卻步驟，棒材快速大變形乳制時，棒材由咬入口到變形乳制區的過程中，乳制區各位置點產生大量的變形熱，此時金屬變形區內各點需根據不銹鋼棒材合金成分及含量的不同而滿足不同的溫度要求，只有處于棒材金屬流動的溫度范圍，熱乳不銹鋼棒材才能實現穩定乳制。其中變形區溫度調整的主要手段是運用環形冷卻裝置，該冷卻裝置可以控制冷卻水量及冷卻點位置。
[0024]在棒材乳件成品快速冷卻步驟，對三輥行星乳機乳出成品進行快速均溫冷卻，以80°C/s?100°C/s的降溫速率冷卻到環境溫度。棒材快速冷卻步驟實際上是一種熱處理過程，該過程會使不銹鋼棒材的晶粒進一步細化，為后續深加工或直接制造成產品提供了優良的力學性能。
[0025]在線收卷步驟，由于要實現在線加熱的流水線生產，而實際生產中不能確保棒材入口與成品出口實現完全不旋轉，此熱乳制造易切削不銹鋼棒材的方法中，需保證棒材進料口不旋轉的條件，所以成品出口旋轉是不可避免的實際問題。在機組布置過程中，通過在棒材成品乳制出口處與在線收卷夾持處留有一定空間距離，供成品在熱態且不影響材料性能的前提下發生一定的扭轉，然后在線冷卻實現冷態收卷。
[0026]需要說明的是，上述針對熱乳制造易切削不銹鋼棒材的方法，對類似有色金屬棒材熱延加工領域也具有技術上的啟示，該啟示會使棒材產品制造業中相當一部分熱乳棒材產品通過上述加工方法得以一次性實現。因此，凡涉及到利用該方法生產的有色棒材產品，都應視為落入本發明所要保護的范圍。
[0027]以上所述之實施例子只為本發明之較佳實施例，并非以此限制本發明的實施范圍，故凡依本發明之形狀、原理所作的變化，均應涵蓋在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種熱乳制造易切削不銹鋼棒材的方法，其特征在于:包括以下步驟:S1、棒材預熱處理；S2、加熱處理；S3、保溫處理；S4、棒材乳制；S5、乳制區冷卻；S6、棒材成品快速冷卻；S7、在線收卷。2.根據權利要求1所述的一種熱乳制造易切削不銹鋼棒材的方法，其特征在于:在步驟SI中對棒材預熱處理的過程中，采用電爐加熱，將整批棒材加熱到650°C?700°C。3.根據權利要求1所述的一種熱乳制造易切削不銹鋼棒材的方法，其特征在于:在步驟S2中對經預熱處理后的棒材進行加熱處理的過程中，其為將棒材通過在線電感應線圈加熱到1150 °C?1250 0C ；在步驟S3中對加熱處理后的棒材進行保溫處理的過程中，其為將加熱后的棒材通過在線保溫裝置保持棒材的溫度。4.根據權利要求1所述的一種熱乳制造易切削不銹鋼棒材的方法，其特征在于:在步驟S4中對棒材進行乳制過程中，其以大變形量高速率進行乳制作業。5.根據權利要求1所述的一種熱乳制造易切削不銹鋼棒材的方法，其特征在于:在步驟S5中對棒材乳進行乳制區冷卻過程中，其為通過采取冷卻水用量和冷卻水作用位置的方法來適應不同棒材變形量的冷卻手段。6.根據權利要求1所述的一種熱乳制造易切削不銹鋼棒材的方法，其特征在于:在步驟S6中對棒材成品快速冷卻處理過程中，為以80°C/s?100°C/s的降溫速率快速冷卻到環境溫度。7.根據權利要求1所述的一種熱乳制造易切削不銹鋼棒材的方法，其特征在于:在步驟S7中對棒材成品進行在線收卷的過程中，為在保證棒材進料口不旋轉的條件下，通過留有一定空間供成品在熱態且不影響材料性能的前提下，供其發生一定的扭轉，然后在線冷卻實現冷態收卷。8.根據權利要求4所述的一種熱乳制造易切削不銹鋼棒材的方法，其特征在于:所述大變形量高速率是通過三輥行星乳機回轉大盤轉速在250rpm?300rpm范圍，及乳出速度在5m/min?8m/min范圍內調控的，其中大變形量高速率的調控范圍關系到了棒材乳制溫度的尚低。9.根據權利要求1至8任一所述的一種熱乳制造易切削不銹鋼棒材的方法，其特征在于:所述棒材為易切削不銹鋼棒材。
【文檔編號】B21B1/16GK106001105SQ201610248776
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月20日
【發明人】謝君賢, 蒙緒怡, 張榮欣, 梁振榮, 葉序明
【申請人】廣東冠邦科技有限公司