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降低Q355GNH耐候钢轴承总体生产成本工艺

来源:山东源达旺钢材有限公司 发布时间: 2015-2-5 11:52:51 【返回上一步】
本页关键词:降低Q355GNH耐候钢轴承总体生产成本工艺

为了降低Q355GNH耐候钢轴承总体生产成本,就要求在开始用于制造轴承元件之前,不需要进行任何热处理。通常,它所需要进行的热处理是一种软化退火/球化退火,以使锯切和冷剪切得以顺利进行,而不会缩短此类加工设备的使用寿命。自1980年以来,对采用热机械轧制工艺生产、用于直接拉拔或冷锻的低合金钢材料,进行过各种不同的试验研究。对高碳钢和Q355GNH耐候钢轴承进行的其它试验研究,则考虑到在接近于奥氏体已经开始转变为珠光体的临界温度下进行轧制的可能性。在现有工业生产条件下采用这种轧制方法存在一定困难,因为它需要轧机拥有很大的轧制力和较大的机架结构尺寸,因此需要使用一种专用轧机。

  从而使轧制产品在锯切或冷剪切这样的后续加工过程中,不需要任何中间热处理。所有的试验研究全部在ABS钢厂和达涅利试验室进行。目前,在线退火处理和淬火回火已在ABS钢厂运行正常。

  ABS-Luna钢厂年设计产能力50万t特殊钢,小时产能90 t/h。产品规格包括Φ20mm~Φ100mm直径圆钢棒材、40mm~100mm方钢、符合用户要求卷重的Φ15mm~Φ50mm直径棒材大盘卷。生产钢种包括范围广泛的各类机械和汽车制造用钢。连铸矩形坯规格为200mm×160mm,由一台两流高速矩形坯连铸机生产。轧机由17架紧凑式无牌坊机架组成,采用连续式平-立无活套布置,配备有机架快速更换装置,可在5分钟内完成产品生产规格的更换。两套换辊机械人设备可自动连接轧机与轧辊维修区。在轧辊维修区,新机架已经过清洗和重新组装,处于备用状态。为确保产品获得良好的表面质量,轧制线配备5台除鳞设备。其中第一台为回转式,布置在轧机入口侧。产品最终尺寸加工精度 (可控制在DIN 1013规定公差的1/8范围内),由一个5道次Kocks——达涅利减径定径轧制机组 (RSB)和用于实现加工精度自动控制的两个外形轮廓自动检测仪来保证。在RSB减定径机组前面,设有一条冷却线,用于确保轧件在进入最终精轧区之前,达到所要求的温度范围,并保证温度均匀性 (LTR-低温轧制)。

  Q355GNH耐候钢产品低温轧制意味着精轧温度应控制在700℃~820℃范围内。而且更重要的是要确保正在轧制的轧件具有良好的均匀性,以避免因精轧温度变化而改变材料内部组织。

  低温轧制工艺要求轧件获得细晶粒显微组织,以便为最终在线热处理做好组织准备。轧制温度是三个基本轧制参数中的一个,它在整个热变形过程中,将影响晶粒组织细化的各个阶段。晶粒组织细化和晶粒生长控制是低温轧制工艺采用的主要手段。它能够影响时间-温度转变曲线 (如CCT曲线位置),改变晶界长度,从而改变形核位置。其中温度是影响整个工艺过程最重要的热力学参数。

  晶粒细化过程可分为不同的阶段,虽然不同阶段也可能出现在同一时间。原始晶粒变形将有增加错位密度的趋势,能够在新生晶粒边界形成晶核。新晶粒边界的消失和再生与实际温度密切相关。新晶粒的形成和生长是一个热力学过程。在不同的阶段,会发生恢复、静态再结晶和动态再结晶,从而影响流动应力曲线。最后,晶粒生长呈现一种趋势,那就是使晶界能量最小。正如众所周知的各种不同化学成份的理论模型所阐述的那样,关键温度决定着晶粒细化条件和完全再结晶晶粒生长结构之间的分界线。随着碳含量的减少,这种效应就会变得更加明显。对于16MnCr这样的钢种来说,可以很容易地得到晶粒细化超过40%的显微组织。

  实际应用中,确保轧制产品在整个横断面上保持在规定的温度范围内具有十分重要的意义。特别是当轧件表面温度低于临界温度值,而芯部温度仍然在较高的温度范围内时,将有可能形成一种非均匀的最终组织,其中包括晶粒大小和所组成的相。

  ONA退火室与冷床布置在一条线上,退火室包括一座煤气炉。棒材层被输送到退火室内,目的是对从轧机区已经开始的热处理进行到底 (缓冷、软化退火、球化退火、回火)。采用最优化布置的烧嘴和使用能够均匀冷却的一组对流风机,可确保退火炉内温度布置均匀一致,从而不仅能够保证完全不会出现脱碳现象,而且可确保在棒材长度方向上,以及各个棒材之间,获得均匀一致的机械性能。

  棒材经过定尺切割后,将进入整个在线生产工艺过程中的最后两道重要的生产工序,即在线检查和精整。棒材精整作业线由一台在线喷丸清理机、4台砂轮锯、一个NDT无损检查站、一个棒材去毛刺站、一个堆垛站、多台打捆机和一个最终收集站组成。

  本试验研究的钢种是最常见的轴承钢AISI52100。此外,ONA退火炉还对范围广泛的各类合金钢进行了热处理,其中包括退火和回火处理。

  棒材在ONA退火室内的移动,由步进梁式输送器完成。步进梁采用特殊的超耐热合金钢制造,内部没有通水冷却,而且设有一个专用机构,使棒材在热处理过程中不断翻转,从而可有效避免产品表面形成黑印。烧嘴的合理布置,再加上专用大功率冷却风机,可确保退火炉内温度分布均匀。烧嘴功率通过布置在每个加热区的高温计实现的负反馈进行控制。
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