專利名稱：：一種高速工具鋼冷拉鋼絲成品退火方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及金屬材料熱處理，特別涉及---種高速工具鋼冷拉鋼絲成品退火方法。
背景技術(shù)：
：高速工具鋼如W6Mo5Cr4V2是高速工具鋼中的代表牌號，因具有良好的紅硬性、高溫硬度、韌性和耐磨性，高速鋼絲主要用于高速切削用刀具和鉆頭。高速工具鋼冷拉鋼絲的主要生產(chǎn)工藝流程為熱軋退火盤圓一酸洗涂層一拉拔一中間退火一酸洗、涂層一拉拔(循環(huán)中間退火和拉拔道次，直到成品)一成品退火一矯(磨)一檢驗入庫。其中，成品退火是高速工具鋼冷拉鋼絲生產(chǎn)中的最后--道熱處理，H的是將硬度降低到標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍，滿足用戶加工成形的需要；并且要防止表面的氧化脫碳，卨速工具鋼由于含碳量和含鉬量高，脫碳敏感性大，熱處理過程中的加熱溫度和加熱氣氛對鋼絲的脫碳具有重要影響。因此，成品退火是直接關(guān)系到產(chǎn)品最終的交貨性能和表面質(zhì)量，是不可缺少的關(guān)鍵工序?，F(xiàn)有成品退火大都采用矩形罩式爐，一座是有效容積26.2立方米的強對流退火爐(尺寸是直徑3m，高度3.7m)。考慮到高速工具鋼冷拉鋼絲成品的產(chǎn)量，現(xiàn)有技術(shù)中，本公司的高速工具鋼冷拉鋼絲成品是在有效容積19.8立方米的矩形罩式爐(尺寸是高1.8m，長度5.5m，寬度2m)進行退火的，沿長度方向二側(cè)采用天然氣燒嘴進行加熱。為了防止鋼絲成品表面氧化和脫碳，冷拉后的鋼絲盤圓裝在高度L3m、底盤直徑0.9m的料架上后，裝入內(nèi)部直徑1.5m、高度1.6m的鐵桶內(nèi)，加蓋后用碳粉密封后擺放在矩形罩式爐內(nèi)進行退火，桶內(nèi)事先放入適量的碳粉提高碳勢，防止退火過程中鋼絲表面脫碳。每個爐臺可以擺放3個鐵桶，每個鐵桶內(nèi)平均裝料量為1噸，因此實際每爐平均裝料量為3噸，退火周期為15小時。采用上述現(xiàn)有矩形罩式爐方式進行高速工具鋼冷拉鋼絲成品退火的不足之處是1)由于裝桶退火方式的傳熱加熱速度慢，為保證成品退火硬度的均勻，按規(guī)格不同采取三種退火工藝》7mm的成品采用750'C退火工藝，cl)714mm的成品采用730C退火工藝，<4mm的成品采用710。C退火工藝，工藝比較復(fù)雜，不同規(guī)格材必須分爐退火，一定程度上影響了生產(chǎn)進度。2)裝爐量太少，導(dǎo)致噸鋼能耗相當(dāng)高，平均噸鋼天然氣消耗達到298m3，遠遠高于該企業(yè)內(nèi)部的噸鋼天然氣考核指標(biāo)。3)由于高速工具鋼鋼絲拉拔時采用的料架較高，因此退火前需要翻到低矮的料架上，以便裝桶，退火前后還要進行裝桶和卸桶，操作歩驟繁瑣，生產(chǎn)效率十分低下；
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種高速工具鋼冷拉鋼絲成品退火方法，退火效率髙，大幅度降低能源消耗和操作難度，同時簡化工藝，確保生產(chǎn)進度，而且，可以和其他鋼種實現(xiàn)拼爐退火。為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，--種高速工具鋼冷拉鋼絲成品退火方法，其包括如下步驟1)高速工具鋼冷拉鋼絲盤圓的成分質(zhì)量百分比為C0.800.90、Mn《0.40、Si《0.40、Cr3.80~4.40、V1.752.20、W5.50~6.75、Mo4.50~5.50、P《0.030、S《0扁、其余為鐵；2)成品退火；將盤圓裝入強對流退火爐中，加蓋加熱罩，進行氮氣吹掃；退火過程中采用氮氣進行氣氛保護；3)盤圓隨爐升溫到710750°C，保溫4-8小時，隨后以《30C/h的冷卻速度緩冷到650C以下溫度后，移去加熱罩；4)蓋上冷卻罩，以》100。C/h的冷卻速度冷卻到140。C以下溫度出爐。進一步，退火過程中進行氣氛保護的氮氣的純度露點《-60C，含氧量《5ppm。又，氮氣吹掃工藝為氣體流量2050mVh，吹掃37小時。氮氣吹掃工藝為氣體流量1020m3/h，吹掃13小時。盤圓裝入強對流退火爐中，裝料方式是3垛二層，料架擺放時，中間留出一定空間，將高速工具鋼所裝的小料架U2個)安放在爐臺空余位置。本發(fā)明退火方法是在強對流退火爐中進行退火，強對流退火爐可以采用純化后的氮氣進行保護氣氛退火，可以有效防止鋼絲表面氧化脫碳；爐座底部采用55KW的基座環(huán)流風(fēng)機進行爐氣的循環(huán)，保溫階段整個爐膛的溫度均勻性可控制在IO'C以內(nèi)，完全符合高速工具鋼成品退火所需的要求；而且，工藝較現(xiàn)有技術(shù)簡化，操作難度降低；同時，采取合適的裝爐方式，大幅度降低能源消耗。隨爐升溫到710750。C保溫4-8小時，隨后以《30'C/h的冷卻速度緩冷到650'C以下溫度后，移去加熱罩，蓋上冷卻罩，以快于100'C/h的冷卻速度冷卻到140'C以下溫度出爐。退火過程中采用經(jīng)過純化處理的氮氣進行氣氛保護，氮氣的純度要求達到露點《-6(TC，含氧量《5ppm，以防止鋼絲成品表面氧化、脫碳。氮氣吹掃工藝為2050m3/h吹掃37小吋；1020m3/h吹掃13小時。強對流爐的退火有效空間為直徑3m，高度3.7m。裝料方式是3垛二層，毎爐料可以裝6巻大盤圓，裝爐量達到12-14噸，主要適應(yīng)軸承鋼和碳合結(jié)鋼的大批量品種退火需要。高速工具鋼冷拉鋼絲退火的特點是少批量不間斷生產(chǎn)，每個軋批的重量在1噸左右，因此高速工具鋼冷拉錒絲在強對流爐宜采取與其他常用鋼種拼爐的退火方式，來提高退火效率，確保生產(chǎn)進度。高速工具鋼冷拉鋼絲的裝料的料架為普通材質(zhì)的小料架，內(nèi)徑在500mm以內(nèi)，強對流爐現(xiàn)有裝大盤圓的裝料架內(nèi)徑為600-800mm，無法通用，如果專門制作能疊放的耐熱鋼料架，則費用十分高。針對目前強對流爐的實際裝料情況，在拼爐鋼種的料架擺放時，將位置略作調(diào)整，中間留出一定空間，將高速工具鋼所裝的小料架(12個)安放在爐臺空余位復(fù)。這樣，裝出爐比較方便，也不用專門制作料架。根據(jù)現(xiàn)場的生產(chǎn)情況，退火量最大的是軸承鋼冷拉盤園，由F軸承鋼再結(jié)晶退火溫度范圍較寬，-般在65075(TC之間均可以滿足退火要求，與之拼燒在工藝上具有可行性，而且由于其生產(chǎn)量大，搭燒最為便捷。綜合強對流品種的退火特點和高速工具鋼退火要求，制定了高速工具鋼冷拉鋼絲成品和軸承鋼冷拉盤圓的專用拼爐退火工藝，該工藝也適合高速工具鋼成品退火量多時單獨進行退火。本發(fā)明的有益效果和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下列優(yōu)點1)由于退火過程中采用爐臺風(fēng)機的強對流熱循環(huán)，加熱速度和爐溫的均勻性比現(xiàn)有工藝有了明顯改善，采用的退火工藝適用于各種規(guī)格同-爐退火，同樣可以充分消除鋼絲冷加工過程中產(chǎn)生的加工硬化，降低硬度改善塑性，并使工藝得到簡化。2)強對流爐的加熱效率和密封性能均明顯優(yōu)于矩形罩式爐，在平均裝爐量條件下，噸鋼天然氣消耗僅為現(xiàn)行工藝的13.4%，節(jié)能效果顯著。3)高速工具鋼鋼絲拉拔時采用的料架可直接吊裝上爐臺，退火前不用再翻到低矮的料架上，避免了現(xiàn)有工藝采用的翻料架、裝桶和卸桶的操作步驟，生產(chǎn)效率得到大幅提高。4)采用氮氣保護退火的鋼絲表面質(zhì)量也優(yōu)于或等同丁'現(xiàn)有工藝裝桶質(zhì)量水平。圖1為本發(fā)明的退火工藝示意圖。具體實施例方式本發(fā)明的高速工具鋼冷拉鋼絲盤圓的成分質(zhì)量百分比為C0.80~0"0、Mn《0.40、Si《0.40、Cr3.80~4.40、V1.752.20、W5.50~6.75、Mo4.505.50、P《0.030、S《0.030、其余為鐵；通過冶煉、鑄造、熱軋成盤圓；退火、冷拉、再退火、再冷拉循環(huán)直至成品退火。參見圖l，其所示為本發(fā)明的退火工藝。隨爐升溫到710750'C保溫4-8小時，隨后以《30'C/h的冷卻速度緩冷到650'C以下溫度后；再以快于10(TC/h的冷卻速度冷卻到140'C以卜'溫度出爐。實施例1，℃將盤圓裝入強對流退火爐中，加蓋加熱罩，進行氮氣吹掃；退火過程中采用氮氣進行氣氛保護；隨爐升溫到710730℃保溫6-8小時，隨后以<=30℃/h的冷卻速度緩冷到65℃以下溫度后，移去加熱罩，采用冷卻罩以快于100℃/h的冷卻速度冷卻到140℃以下溫度出爐。退火過程中采用純化氮氣進行氣氛保護，氮氣的露點<=-60℃，含氧量<=5ppm，防止成品表面氧化、脫碳。氮氣吹掃工藝為3040m(3)/h吹掃34小時；1020m3/h吹掃12小時。裝料方式針對目前強對流爐的實際裝料情況，在拼爐鋼種的料架擺放吋，將位置略作調(diào)整，中間留出一定空間，將高速工具鋼所裝的小料架(12個)安放在爐臺空余位置。裝出爐十分方便，并省去制作耐熱專用料架的高額費用。實施例2將盤圓裝入強對流退火爐中，加蓋加熱罩，進行氮氣吹掃；退火過程中采用氮氣進行氣氛保護；隨爐升溫到720740℃保溫5-7小時，隨后以<=30℃/h的冷卻速度緩冷到650℃以下溫度后，移去加熱罩，采用冷卻罩以快于100℃/h的冷卻速度冷卻到140℃以下溫度出爐。退火過程中釆用純化氮氣進行氣氛保護，氮氣的露點<=-6℃，含氧量《5ppm，防止成品表面氧化、脫碳。氮氣吹掃工藝為3040m3/h吹掃45小時；1020m3/h吹掃23小時。實施例3將盤圓裝入強對流退火爐中，加蓋加熱罩，進行氮℃氣吹掃；退火過程中采用氮氣進行氣氛保護；隨爐升溫到730750℃保溫4-6小時，隨后以<=30℃/h的冷卻速度緩冷到650℃以下溫度后，移去加熱罩，采用冷卻罩以快于100°C/h的冷卻速度冷卻到140以下溫度出爐。退火過程中采用純化氮氣進行氣氛保護，氮氣的露點<=-60℃，含氧量<=5ppm，防止成品表面氧化、脫碳。氮氣吹掃工藝為3550m3/h吹掃56小時1020m3/h吹掃23小時。采取本發(fā)明的退火方法，使高速工具鋼鋼絲成品退火裝卸料操作大大簡化，退火質(zhì)量得到很好的保證，同時噸鋼的天然氣消耗有了很大幅度的下降，完全適應(yīng)當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中降低能源消耗的迫切需求。實施跟蹤情況表明，常規(guī)生產(chǎn)中4>3.36.7mm的10個規(guī)格W6Mo5Cr4V2高速工具鋼鋼絲成品，按新方式進行逐批拼爐退火，退火最高硬度HB252，最低硬度HB221，平均硬度為234.7，完全滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的HB207-255范圍(見表1)，退火效果比較理想。成品脫碳均在0.03mm以內(nèi)，和現(xiàn)有裝桶退火水平一致，滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求。而拼爐退火的軸承鋼冷拉盤巻也完全滿足后道拉拔和成品性能要求。表1本發(fā)明退火后W6Mo5Cr4V2高速工具鋼鋼絲各種規(guī)格成品交貨<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>強對流拼爐生產(chǎn)的裝爐量可以達到13噸左右，退火方式改進后的天然氣平均消耗為40m3/t，而現(xiàn)行裝桶退火的天然氣消耗達298m3/t，天然氣消耗有了大幅下降。以目前，高速工具鋼冷拉鋼絲平均月產(chǎn)量20噸計算:年天然氣降本=(298-40)m3/tx2.26元/m3x20噸/月xl2個月二14萬元。權(quán)利要求1.一種高速工具鋼冷拉鋼絲成品退火方法，其包括如下步驟1)高速工具鋼冷拉鋼絲盤圓的成分質(zhì)量百分比為C0.80～0.90、Mn≤0.40、Si≤0.40、Cr3.80～4.40、V1.75～2.20、W5.50～6.75、Mo4.50～5.50、P≤0.030、S≤0.030、其余為鐵；2)成品退火將盤圓裝入強對流退火爐中，加蓋加熱罩，進行氮氣吹掃，用氮氣置換爐內(nèi)空氣；退火過程中采用氮氣進行氣氛保護；3)隨爐升溫到710～750℃保溫4-8小時，隨后以≤30℃/h的冷卻速度緩冷到650℃以下溫度后，移去加熱罩；4)蓋上冷卻罩，以快于100℃/h的冷卻速度冷卻到140℃以下溫度出爐。2.如權(quán)利要求1所述的高速工具鋼冷拉鋼絲成品退火方法，其特征是，退火過程中進行氣氛保護的氮氣的純度露點≤-60℃，含氧量≤5ppm。3.如權(quán)利要求1所述的高速工具鋼冷拉鋼絲成品退火方法，其特征是，步驟l)中氮氣吹掃的氣體流量2050m3/h，吹掃37小時。4.如權(quán)利要求1所述的高速工具鋼冷拉鋼絲成品退火方法，其特征是，步驟1)中進行再次氮氣吹掃，氣體流量1020m3/h,吹掃13小時。5.如權(quán)利要求1所述的高速工具鋼冷拉鋼絲成品退火方法，其特征是，盤圓裝入強對流退火爐中，裝料方式是3垛二層，料架擺放時，屮間留出空間，將高速工具鋼盤圓所裝的料架安放在爐臺該空間位置，與軸承鋼冷拉盤圓的拼爐退火。全文摘要本發(fā)明公開了一種高速工具鋼冷拉鋼絲成品退火方法，解決現(xiàn)有退火效率低、能耗大等問題；其包括如下步驟1)高速工具鋼冷拉鋼絲盤圓的成分質(zhì)量百分比為C0.80～0.90、Mn≤0.40、Si≤0.40、Cr3.80～4.40、V1.75～2.20、W5.50～6.75、Mo4.50～5.50、P≤0.030、S≤0.030、其余為鐵；2)成品退火，將盤圓裝入強對流退火爐中，加蓋加熱罩，進行氮氣吹掃，用氮氣置換爐內(nèi)空氣；退火過程中采用氮氣進行氣氛保護；3)隨爐升溫到710～750℃保溫4-8小時，隨后以≤30℃/h的冷卻速度緩冷到650℃以下溫度后，移去加熱罩；4)蓋上冷卻罩，以快于100℃/h的冷卻速度冷卻到140℃以下溫度出爐。本發(fā)明退火效率高，大幅度降低能耗。文檔編號C22C38/24GK101205590SQ20061014753公開日2008年6月25日申請日期2006年12月20日優(yōu)先權(quán)日2006年12月20日發(fā)明者候文革,靖周,飛湯申請人:寶山鋼鐵股份有限公司