一种凿岩钎具中空钢的生产方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108504938A(43)申请公布日2018.09.07(21)申请号201810495840.8C21C7/076(2006.01)(22)申请日2018.05.22C21C7/10(2006.01)B22D11/00(2006.01)(71)申请人湖南华菱湘潭钢铁有限公司地址411101湖南省湘潭市岳塘区钢城路(72)发明人杨庚朝蒋凌枫刘建肖冬黄振华沈峰刘泽亚(74)专利代理机构长沙新裕知识产权代理有限公司43210代理人李由(51)Int.Cl.C22C38/02(2006.01)C22C38/04(2006.01)C22C38/12(2006.01)C22C38/06(2006.01)C22C38/16(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种凿岩钎具中空钢的生产方法(57)摘要本发明涉及一种高疲劳寿命钎具钢的生产方法，钢的组成重量百分比为碳0.51%~0.54%，硅1.20%~1.30%，锰0.70%~0.85%，磷≤0.015%，硫≤0.015%，钼0.44%~0.48%，铝0.015%~0.035%，氮≤0.0080%、铜≤0.20%，其余为Fe和不可避免的杂质。其生产采用转炉冶炼+炉外精炼+真空脱气+连铸+开坯轧制+缓冷+扒皮的生产工艺流程，可生产成品为150×150mm规格方钢，其产品检验热轧硬度适中，便于机械加工，偏析较好，夹杂物物及全氧含量低，产品经客户加工成中空钎具钢产品后疲劳寿命高，综合机械性能优良，工艺稳定性好，能够很好的满足复杂条件下矿山凿岩开采的使用需求。CN108504938ACN108504938A权利要求书1/1页1.一种凿岩钎具中空钢的生产方法，其特征在于：钢的组成重量百分比为碳0.51%~0.54%，硅1.20%~1.30%，锰0.70%~0.85%，磷≤0.015%，硫≤0.015%，钼0.44%~0.48%，铝0.015%~0.035%，氮≤0.0080%，铜≤0.20%，其余为Fe和不可避免的杂质；工艺步骤包括：（1）冶炼：转炉出钢[P]≤0.010%，[C]≥0.10%，精炼采用LF炉+VD真空处理工艺，LF炉精炼按目标成分微调，全程吹氩时间≥45min；造白渣脱氧，白渣保持时间≥22min；VD真空脱气处理，在真空度0.5tor以下保持时间10~15min，出站前软吹氩气时间15~25min；（2）连铸：采用全程保护浇铸，中包过热度目标值16~26℃，连铸二次冷却采用弱冷，比水量为0.20L/min，拉速0.75~0.85m/min，结晶器电磁搅拌参数：100A、2.5HZ，末端电磁搅拌参数：200A、12HZ，铸坯断240×240mm；（3）加热：铸坯均热温度1190±25℃，均热时间≥50min；（4）轧制：采用粗轧开坯轧制，开坯温度≥1020℃；（5）缓冷：通过保温罩缓冷，进保温罩温度710~760℃，出保温罩后快速下冷床集中堆冷，堆冷时间≥24h；（6）扒皮：表面全部扒皮，单边扒皮深度0.5~1mm。2CN108504938A说明书1/4页一种凿岩钎具中空钢的生产方法技术领域[0001]本发明属于冶金技术领域，涉及一种高疲劳寿命凿岩钎具中空钢的生产方法。技术背景[0002]凿岩钎具在作业中受到凿孔直径的限制，其横截面积均很小。然而，这种细长的杆件，却要在剧烈磨损和具有腐蚀介质作用的条件下承受2000～3000次／m高频率、294J左右高冲击功凿岩机施加的拉、压、弯、扭等循环应力。根据负载大小和岩石固性等条件的不同，其凿岩寿命常常只有几分钟到十几个小时。钎具用钢种必须首先满足钎具工作的这个基本特点。[0003]钎具疲劳破断的主要抗力指标是应力腐蚀条件下的拉压疲劳强度。钎具用钢必须具备足够高的疲劳强度，适当的塑性和韧性，尤其应有良好的韧性，以保证钢材具有较低的疲劳缺口敏感性。钎杆是在循环应力下工作的，对于钢材的循环韧性要求很高，只有具备了良好的循环韧性，才能保证钢材消振性能良好，并降低钎具疲劳裂纹的扩展速度。钎具是在极为苛刻的环境下工作，钎具用钢还必须具有一定的抗腐蚀性能，主要是耐大气和矿水的腐蚀能力。钢中非金属夹杂物和表面缺陷是疲劳裂纹的源点，同时也破坏了基体的连续性，从而引起应力集中。夹杂物和表面缺陷越大，疲劳强度的降低越多。真空熔炼的气体及非金属夹杂物含量较普通熔炼的低得多，因而其疲劳强度也高得多。因此，现代钎具中空钢的冶炼普遍采用电炉/转炉冶炼+炉外精炼+真空脱气的方法，尽量提高钢的纯净度。这就是说，钎具用钢原材料的冶炼和轧制质量与工艺装备和技术水平有很大的关系。[0004]ZK55SiMnMo、35SiMnMoV等钎钢钢种的夹杂物主要为含Si、Ca、Al的氧化物。