锻钢冷轧辊MC5锻造生产实践
DIO:DOI:10.16683/J.CNKI.ISSN1674-0971.2020.4059
引言
冷轧辊是轧机中工作条件最为复杂的部件之一，也是轧辊类产品中质量要求最高、材质特殊、且制造工艺复杂的高技术产品。目前国内外冷轧辊材质主要以Cr5冷轧辊为主
[1-2]
，与Cr2和Cr3系材
质相比，提高了铬含量，形成以M 7C 3为主[3-5]
，MC 3、
M 2C、MC 等多元化碳化物共存趋势，M 7C 3类碳化物和MC 3类碳化物相比溶入奥氏体能力差，因而在表面淬火后形成更多的未溶碳化物，改善了轧辊的耐磨性，而且淬硬层深度可以达到40mm 以上，满足高耐磨性和深淬硬层的轧辊使用要求。
攀长特从2014年开始开发锻钢冷轧辊，经过几年的努力，目前已成功批量开发出锻钢冷轧辊，生产工艺稳定，产品质量得到用户的认可。本文将
重点介绍我公司锻钢冷轧辊MC5的锻造生产工艺特点和产品质量特性。1主要技术要求1.1熔炼成分要求
MC5辊坯用钢的熔炼成分主要在GB/T 13314-2008标准上，对C、Cr、Mo 元素进行优化，并添加少量的Ni元素，具体熔炼成分要求见表1的规定。
注:（1）辊坯中残余铜含量应不大于0.25%。辊坯中杂质元素铅、锡、砷、锑、铋均不大于0.02%。
（2）气体含量：［H ］≤2ppm、［O ］≤30ppm、［N ］≤130ppm。
锻钢冷轧辊MC5锻造生产实践
代永斌
（攀钢集团江油长城特殊钢有限公司锻造厂，四川江油621701）
摘要：冷轧辊是轧机中工作条件最为复杂的部件，其制造工艺复杂，目前国内外冷轧辊材质主要以Cr5冷轧辊为主。我公司通过设计“电渣钢锭（红送或冷锭）→镦粗+拔长（二镦二拔）→水雾冷→热处理”的锻造工艺，并采取合理的控制措施，确保锻钢冷轧辊MC5辊坯的各项技术指标均满足用户使用要求。
关键词：MC5冷轧辊；锻造；白点；碳化物中图分类号：TG312
文献标识码：B
文章编号：1674-0971（2020）-004-04
Forging Production Practice on MC5Cold Roll
Dai Yongbin
（Jiangyou Changcheng Special Steel Co.,Ltd.of Pangang Group,Jiangyou,Sichuan 621701）
Abstract:Cold roll is the most complex part in the mill,and its manufacturing process is complex.At present,the material of cold roll is mainly Cr 5cold roll.By designing the forging process of “electroslag ingot (red or cold in-got)→upsetting +drawing (two upsetting and two drawing)→water mist cooling →heat treatment”,and taking rea-sonable control measures,we ensure that all technical indexes of forged steel cold roll MC5billet meet the user's re-quirements.
Keywords:MC5cold roll ，forging ，white spots ，carbide
收件日期：2020-4-20
作者简介：代永斌（1984—），男，工程师，主要从事锻造生产工艺研究工作。
特钢技术
各得其所的意思Special Steel Technology
第26卷总第105期2020年第4期
Vol.26（105）2020.No.4
表1化学成分(wt%)
1.2锻造工艺要求
1.2.1辊坯锻造时必须采用高温扩散处理。1.2.2应在有足够能力的压机上采用镦拔工艺。采用合理的锻造下压量，确保锻透，保证辊身锻造比＞3.5。
1.2.3锻造下压量要均匀，防止偏心和折叠，保证辊坯与钢锭的轴线基本重合并留有充分合理的加工余量。
1.2.4锻后采用合适的冷却速度以避开网状碳化物敏感温度，控制网状碳化物的析出。1.3锻后热处理
1.3.1辊坯锻后应经锻后热处理（正火+球化退火+扩氢处理）。球化退火后硬度为≤250HBW。1.3.2处理后的辊坯内部无白点、内裂、缩孔、目视可见的非金属夹杂物缺陷。
1.4其他按GB/T13314-2008规定执行。2锻钢冷轧辊坯料MC5的生产工艺路线设计
电渣钢锭→加热（高温均质化）→镦粗+拔长（二镦二拔）→水雾冷→热处理→表面质量检查→初探合格→粗车→表面质量检验→探伤合格→包装3关键工艺技术控制措施3.1电渣锭加热工艺
电渣钢锭的加热工艺至关重要，直接影响锻造工艺和产品质量，过低的最终变形温度，会造成锻造过程中发生拉伸裂纹；过高的终锻温度会使锻件在冷却过程中晶粒继续长大，降低了锻件的机械性能，而且也不利于网状碳化物的控制。因此，需要合理制定各温度段的加热温度和保温时间。另外在高温段还需要考虑均质化时间，利用高温状态下合金元素原子由高浓度区向低浓度区的迁移扩散，达到提高合金元素分布的均匀程度，减轻或消除钢锭中的枝晶偏析，提高钢锭的热加工性能，以便于在锻造变形过程中对电渣锭缺陷的改性[7]
。
我公司
制定的电渣锭加热工艺如下：3.1.1钢锭加热工艺见图1。
注：各温度段的加热时间与保温时间，根据不同锭型合理确定。
3.2锻造工艺：
钢的铸造组织中含有大量的由钢锭凝固时形成疏松、缩孔和枝晶偏析而引起的块状或共晶骨骼状液析碳化物[6]，这些缺陷需要采用合理的锻造工艺进行改善或消除，达到破碎粗大的铸态组织，改善组织的偏析程度和使碳化物均匀分布目的[7]。我公司采用镦粗拔长多向变形的锻造工艺，生产时具体要求如下：
3.2.1采取快锻直接成形，开锻温度≥1050℃，终锻温度≥870℃，回炉再烧时间大于2小时。3.2.2钢锭出炉后先轻锻，再镦粗，镦粗时电渣锭头部朝下。拔长采用错砧方式，单边压下量应≥120mm，送进量350～400mm，一镦一拔到合适尺寸（见方）回炉。
3.2.3锻造过程至少进行两次镦拔，关键拔长工序采用WHF 或FM 法焊合心部缩孔和疏松，最后一火锻造加强轧辊内部均匀变形，以利于锻合微裂纹，要确保末火整支轧辊都有15%以上变形量，不允许到尺回炉加热。
3.2.4在雨季生产时，为预防白点缺陷的产生，采取快锻开中间坯方式组织生产。采用FM 法一镦一拔至合适的中间坯尺寸（扁方型），这样可以缩短锻件心部至表面的距离，增大了锻件的相对面积，使氢容易析出，降低了钢的白点敏感性[8]。然后进行退火处理，退火工艺见图2。
3.2.5锻后冷却
由于锻钢冷轧辊MC5为高碳合金钢，在终锻之后的冷却过程中，若冷却速度过慢，组织中将沿奥氏体晶界析出二次碳化物，严重时形成封闭的网状碳化物，影响产品使用性能。因此，辊坯终锻后要求快速输送到冷却工位，采用水雾冷加强冷却。当小台中部冷却温度达到350-370℃后应快速装炉进行后序热处理。
4锻后热处理
锻后热处理的目的是细化与调整锻件在锻造过程中所形成的粗大与不均匀的组织，消除锻造应
第26卷第4期
代永斌：锻钢冷轧辊MC5锻造生产实践
图1钢锭加热工艺
Fig.1Ingot heating
摄影的艺术process
图2中间坯料退火工艺Fig.2Middle blank annealing
process
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力，细化晶粒，改善加工性能并为后续热处理做好组织准备[6]。通常，锻钢冷轧辊锻后热处理均采用正火+等温球化+扩氢退火工艺，得到碳化物颗粒细小、组织均匀的球状珠光体，同时有利于将钢中的氢部分扩散出去，降低钢中氢的偏聚，降低白点缺陷出现的几率。
为制定合理的热处理工艺，首先在实验室采用自炼MC5钢进行连续转变曲线检验，相变点见表2，连续转变结果见图3。
备注：
（1）图中C代表渗碳体（Fe 3C ）和合金元素碳化物；（2）马氏体相变开始点以最快冷速100℃/s 冷却下测得的开始转变温度为准，冷却至室温时马氏体未转变完，存在残余奥氏体。
第26卷第4期
特钢技术
图3MC5CCT 转变曲线Fig.3MC5CCT
Diagram
表2临界点
Table 2Point of transition
钢号MC5
Ac 1（℃）751
Ac 1f （℃）795
纳米技术的应用
Ms （℃）222
表3MC5辊坯的非金属夹杂物检验结果
Table 3Test results of nonmetallic inclusions of MC5roll blank
表4MC5D 辊坯的低倍检验结果
Table 4The low-times inspection results of MC5roll blank
表5MC5D 辊坯的高倍检验结果
Table 5The high-times inspection results of MC5roll
blank
·
·31
帽口端边部组织500×帽口端1/3组织500×
帽口端中心组织教师节祝福语简短精辟
八十万禁军谁掌管打一成语
500×
第26卷第4期
代永斌：锻钢冷轧辊MC5锻造生产实践
根据相变点和CCT 转变曲线，我公司制定的热处理工艺见图4。
注：各温度段的加热时间与保温时间，根据不同产品尺寸合理确定。5产品质量检验结果
统计了我公司今年生产的14炉MC5辊坯产品质量，结果显示我公司生产的MC5D 冷轧辊的非金属夹杂物和高低倍控制水平非常高，远远优于标准要求。具体结果如下：5.1非金属夹杂物5.4典型金相组织
小学一年级语文上册期中试卷6结论
（1）我公司采用“电渣钢锭（红送或冷锭）→镦粗+拔长（二镦二拔）→水雾冷→热处理”工艺线生产出的锻钢冷轧辊MC5D 辊坯，各项性能指标均满足用户要求，经用户最终热处理后的性能指标、耐磨性完全能够满足使用要求。
（2）我公司设计的锻后水雾冷加强冷却工艺合理，抑制了网状碳化物的析出，网状碳化物（1/3半径处）等级均在1.0～2.0级，具有实际推广意义。
参考文献
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图4热处理工艺Fig.4Heat treatment
process
非帽口端边部组织500×非帽口端1-3H 1/3组织500×非帽口端1-3H 中心组织500×
图4典型金相组织
Fig.5Typical metallographic structure
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