50CrVAH屬于汽車機械用鋼范疇,主要用于制造各類汽車、工程機械傳動齒輪、傳動軸等工件。汽車機械用鋼市場需求量很大,僅國內的需求量就在500萬t以上,而國外只要是汽車、機械工業比較發達的國家均有很大的需求量,所以50CrVAH的需求量也隨之增加。該鋼種對淬透性、尺寸、表面質量和純凈度等都有較高的要求,南鋼開發生產的50CrVAH質量性能穩定可靠,完全滿足了用戶使用要求。
1.成分要求
50CrVAH對強度、塑形、淬透性要求比較高,因此對50CrVAH的化學成分進行設計。V元素的主要作用是析出強化,能顯著提高鋼的強度而又不降低其塑性,控制在成分規格的中上限為宜。為了保證良好的淬透性,適當提高Mn、Cr元素含量,在此原則上制定內控成分。加入一定量的鋁以細化晶粒,改善鋼的機械性能。硫的含量控制在0.015%以下,防止晶界處的共晶體熔化,鋼受壓時產生晶界破裂,發生“熱脆”現象。
2.工藝流程
UHP電爐冶煉→LF精煉→VD精煉→連鑄→坯料驗收→步進式加熱爐鋼坯加熱→高壓水除鱗→粗軋→1#飛剪→中軋→2#飛剪→精軋→3#飛剪→冷床冷卻→定尺剪切→在線打捆→堆冷→矯直→剝皮→探傷→成品檢驗→包裝→標識→稱重→入庫
3.軋制工藝過程控制
3.1加熱工藝控制
50CrVAH的加熱工藝制度如表2所示,為保證鋼坯加熱均勻,根據總加熱時間≥2.0h以及棒材廠步進式加熱爐的構造計算出生產出鋼節奏為≥83s/支,從50CrVAH第一支坯料進入加熱爐即控制生產節奏,保證鋼坯總加熱時間。同時嚴格控制爐內氣氛,50CrVAH入爐后空燃比設定≤0.68,防止鋼坯發生脫碳和過熱。
3.2軋制工藝控制
3.2.1軋制前設備檢測
換軋50CrVAH之前,停機檢查各機架軋機孔型狀況,確??仔唾|量狀況良好,符合孔型噸位制度要求,同時更換成品和成品前道孔型,確保成品表面質量合格。檢查所有導衛、輥輪、輥道,確保其安裝到位,投入使用及轉動正常,防止在軋制過程中出現劃傷、刮絲等現象。軋制過程中各道次料形尺寸按標準料形控制,確保符合工藝要求,防止產生耳子、折疊等缺陷。高壓水除鱗壓力值設定不小于16MPa,確保鋼坯表面氧化鐵皮清除干凈。
3.2.2軋制溫度的確定
表面裂紋、側面裂紋是影響工程機械用鋼質量的主要因素。軋制時冷卻速度過快易造成鋼材表面硬度超標。針對這些問題,制定合理的加熱制度和開終軋溫度。開軋溫度控制范圍為1060-1140℃,終軋溫度控制范圍為960-1060℃。
3.2.3軋材表面質量和尺寸的控制
生產過程中1#飛剪切頭功能投入使用,2#飛剪切頭與切尾功能均投入使用,確保軋件頭、尾部壞料剪切干凈,防止壓入后道產生折疊缺陷。崗位工人通過定期劃料型檢查是否有耳子或輥挫臺階缺陷,保證過程產品質量得到有效控制??紤]到50CrVAH精整處理工序需要剝皮雙探傷檢驗,成品尺寸按GB/T702二組精度正公差控制,以留出精整后道剝皮余量。熱頂鍛檢驗規定軋材的頭部、尾部0.5m處以及中間倍尺必須頂鍛合格,在線生產熱頂鍛試樣無開裂現象。
3.3精整工藝控制
3.3.1收集剪切控制
為避免成品圓鋼出現低溫剪切導致切口崩裂脆斷,成品上冷床后采取人工手動控制快速收集下冷床。采用孔型剪刀片剪切,確保鋼材端頭剪切整齊,防止出現馬蹄形、飛邊、毛刺等剪切缺陷。
3.3.2矯直剝皮吊裝控制
合理調節矯直角度、壓下量和輥縫值,控制鋼材的平直度≤3mm/m。合理設置剝皮工序參數,根據剝皮效果合理調節設備轉速,通過測試磨頭壓力優化砂輪目數配比,改善鋼材剝皮質量和剝皮效果。同時淘汰原來的鋼絲繩,對50CrVAH的吊裝運轉全程采用軟帶吊運,并且要求輕吊輕放,防止鋼材表面因碰傷、擦傷、刮傷等產生新的質量缺陷影響探傷合格率。
4.1通過合理設計化學成分與強化生產過程質量控制,開發生產的50CrVAH各項性能指標均滿足用戶使用要求,質量合格。
4.2成品尺寸按照GB/T702第2組精度正公差控制,剛好滿足精整處理工序雙探傷檢驗需要的剝皮余量,尺寸控制較好,有效地保證了探傷合格率。