Способ изготовления холоднокатаной нагартованной ленты для производства биметаллических ленточных пил

 

Изобретение относится к производству листового и полосового проката, преимущественно нагартованной ленты из средне-, высокоуглеродистых и легированных сталей с повышенными требованиями к качеству поверхности, уровню и однородности механических свойств. Способ включает горячую прокатку, отжиг и травление подката, холодную прокатку, промежуточный отжиг, холодную прокатку с промежуточной шлифовкой после деформации со степенью 16-20% и окончательную холодную прокатку со степенью деформации 15-40%. Промежуточный отжиг ведется при температуре Ас1 - 20-30° С с выдержкой. 2 табл. с/ С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .. СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В ?1 В 1/26

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

/...,;,, -,:;--..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ",. :- :;- ""

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4952977/27 (22) 20.05.91 (46) 15.12.92. Бюл. N 46 (71) Украинский научно-исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов (72) Г.Н,Анзин, В.Н,Марченко, В.С,Неуместов, B.Â.Äóñü, Л,М.Чижов, А.Г.Дониях, Т.ЮсЕльцина и Л.М.Петровская (56) Технологическая инструкция ТИ 138—

П31410-101 — 83. Новосибирский металлургический завод.

Технологическая инструкция ТИ 138П1 — 129 — 82. Новосибирский металлургический. Завод.

Технологическая инструкция ТИ 138П1416,— 286 — 82. Новосибирский металлургический завод, Авторское свидетельство СССР

М 1532597, кл, С 21 О 9/52, 1989.

Изобретение относится к производству листового и полосового стального проката, преимущественно нагартованной ленты из средне-, высокоуглеродистых и легированных сталей с повышенными требованиями к качеству поверхности, уровню и однородности механических свойств.

Холоднокатаная нагартованная лента для биметаллических ленточных пил должна иметь высокое значение предела прочности (до 1050 Н/MM ) при разбросе свойств не более 200 Н/MM и высоком качестве поверхности по наличию оксидной пленки, шероховатости и механическим повреждениям (царапины, риски). Предъявляются также высокие требования по глубине обезуглероженного слоя.

„„сЫ„„1780884 А1 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХОЛОДНОКАТАНОЙ НАГАРТОВАННОЙ ЛЕНТЫ ДЛЯ

ПРОИЗВОДСТВА БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ЛЕНТОЧНЫХ ПИЛ (57) Изобретение относится к производству листового и полосового проката, преимущественно нагартовайной ленты иэ средне-, высокоуглеродистых и легированных сталей с повышенными требованиями к качеству поверхности, уровню и однородности механических свойств. Способ включает горячую прокатку, отжиг и травление подката, холодную прокатку, промежуточный отжиг, холодную прокатку с промежуточной шлифовкой после деформации со степенью 16 — 20% и окончательную холодную прокатку со степенью деформации 15 — 40%. Промежуточный отжиг ведется при температуре Ac1—

20-30 С с выдержкой. 2 табл.

Известна технология производства холоднокатаной нагартованной ленты. включающая горячую прокатку, отжиг и 0 травление подката, холодную прокатку, C) промежуточный отжиг, окончательную .хо- СО ладную прокатку (нагартовку). В процессе QQ холодной прокатки обжатия назначают в ф пределах 14 — 26% в зависимости от пластичности и сопротивления деформации металла; а также от толщины и ширины проката, Отжиг производится при температурах Ас1 — (10 — 50 С), что обычно составляет 730—

770 С. Необходимый уровень механических свойств достигается нагартовкой при холодной прокатке, как окончательной операции, К недостаткам способа относится загрязненность поверхностй микродефекта1780884 ми (риски, царапины, вдавлины и др.) и наличие оксидной пленки у сталей легированных хромом, которая образуется при отжиге и в дальнейшем ухудшает свариваемость ленты. Лента, изготовленная по указанному способу, имеет также большой раэбоос механических свойств — до 350 Н/мм (750—

1200 Н/мм ), что значительно больше допускаемого для биметаллической ленточной пилы. Одной из причин этого является недостаточная степень холодной деформации перед отжигом. что в совокупности с широким интервалом допускаемых температур и неоднородностью распределения тепла в печи при отжиге, обуславливает неравномерность рэзупрочнения металла.

Указанные обстоятельства особенно ухудшают свойства ленты при локальном переходе температуры, соответствующей точке

Ас1, когда процессы разупрочнения протекают с большой скоростью.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изготовления нагартованной ленты для пильных цепей, включающий отжиг горячекатаного подката при 650-700 С с выдержкой 5-7ч, холодную прокатку с обжатием

20 — 37%, промежуточный рекристаллизаци онный отжиг и окончательную обработку для получения заданных свойств, включающую прокатку на готовый размер и заключительную термообработку, Способ отличается тем, что с целью повышения качества за счет повышения пластичности холодную прокатку на готовый размер производят с обжатием 32-41%, а заключительную термообработку проводят путем двухступенчатого нагрева с температурой первой ступени 360-380 С с выдержкой 3 — 6 ч и температурой второй ступени

420 — 435 С с выдержкой 4 — 8 ч.

Недостатками способа-прототипа являются: наличие на поверхности металла оксидной пленки, особенно при обработке хромсодержащих сталей, и фиксация рулонной кривизны при высокой упругости металла после заключательной термообработки.

Последнее усложняет обработку металла у потребителя. Кроме того, в результате заключительной термообработки поверхность становится сухой, что при последующих операциях, связанных с перемоткой металла, ведет к образованию царапин и рисок, что недопустимо для биметаллических ленточных пил, Целью изобретения является улучшение качества готовой ленты по чистоте поверхности и рулонной кривизне при сохранении высокого уровня и однородности механических свойств.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе изготовление холоднокатэной нагартованной ленты для пильных цепей, включающем горячую прокатку, отжиг и травления подката, холодную прокатку., промежуточный отжиг и окончательную обработку для достижения заданных свойств, новым является то, что горячая прокатка проводится так, чтобы дисперсность пластинчатого перлита в горячекатаном металле не превышала 5-го балла, окончательная обработка проводится без заключительной термообработки, а после промежуточного отжига проводят холодную прокатку с промежуточной шлифовкой после деформации со степенью 16-20%, после чего продолжают холодную прокатку со степенью деформации 15-40%, Сущность способа заключается в следующем.

Горячая прокатка ведется так, чтобы дисперсность пластинчатого перлита в микроструктуре горячекатаного металла не превышала 5-го балла, промежуточный отжиг холоднокатэной полосы ведется при темпе-. ратурах Ас1 — (20 — 30 С) с выдержкой, обеспечивающей степень разупрочнения металла 0,8 — 1,0 от предельного значения: холодная прокатка после промежуточного отжига производится с обжатиями 16 — 20%, после чего производится шлифовка поверхности на глубину 1,5 — 2,0% на сторону от толщины ленты и окончательная холодная прокатка с обжатиями 15-40%.

Микроструктура пластинчатого перлита не более 5-ro балла в горячекатаном подкате обеспечивает хорошую прокатываемость металла в холодном состоянии и позволяет производить отжиг подката и холоднокатаного металла ниже температуры Ас1, В сочетании с холодной деформацией зто дает структуру зернистого перлита. Отсутствие регламентации микроструктуры подката в способе-прототипе не гарантирует полную сфероидизацию пластинчатого перлита при последующей обработке металла.

Степень разупрочнения 0,8-1,0 от предельного значения достигается по данным наших исследований, при образовании в микроструктуре металла не менее 85% зернистого перлита. При этом условии достигается высокая равномерность механических свойств по длине и ширине полосы, Промежуточный отжиг в интервале температур Ас1 — (20-30 С) позволяет получать минимальное обезуглероживание и необходимое количество зернистого перлита при выдержках 6-8 ч, При более низких температурах значительно удлиняется процесс образования зернистого перлита, а при бо1780884 лее высоких — наблюдается повышенное обезуглероживание и возрастает неоднородность механических свойств;

Холодная деформация с обжатием 1620% после промежуточного отжига создает оптимальные условия для последующего шлифования поверхности. При более низких обжатиях последующей шлифовкой наводится повышенная разнотолщинность полосы, При более высоких обжатиях ухудшаются условия шлифования иэ-за неплоскостности металла.

Глубина шлифования, составляющая

1,5-2,0% от толщины металла, позволяет снять оксидную пленку, мелкие поверхностные дефекты и пятна загрязнений.

Величина деформации после шлифовки зависит от свойств металла, выкатываемости поверхностного микрорельефа и требуемой степени нагартовки, При обжатиях менее 15% не обеспечивается необходимое качество поверхности по показателю Ra, при обжатиях.более 40% — суммарная деформация достигает критических значений и качество металла ухудшается по внутренним микродефектам, затрудняется также прокатка из-за высокого сопротивления металла деформации.

Сопоставительный анализ с прототипом позволил установить соответствие предлагаемого способа критерию "новизна".

Признаки, отличающие предлагаемый способ от. прототипа, не были обнаружены в других источниках информации в данной и Смежной областях техники, что позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию "существенные отличия", Реализация предлагаемого способа позволяет получить нагартованную ленту с высокой однородностью механических свойств и чистой поверхностью.

Преимуществами предлагаемого способа в сравнении со способом-прототипом следующие: улучшается чистота поверхности ленты эа счет отсутствия оксидной пленки и уменьшения количества дефектов прокатного и механического происхождения; практически полностью отсутствует фиксированная рулонная кривизна, что снижает трудоемкость выполнения подготовительных операций у потребителя, Пример (выполнение способа). В промышленных условиях изготавливали холоднокатаную нагартованную ленту иэ стали марки 45ХГНМФА, которая характеризуется . значением точки Ас1 = 750 С., 10

25

35

45

55

При всех вариантах изготовления лента практически не имела фиксированной рулонной кривизны и распускалась на агрегате продольной резки без затруднений, Чистота поверхности по наличию оксидной пленки и микродефектов соответствовала требованиям технических условий, за исключением первого — пятого рулонов, не подвергавшихся шлифовке поверхности.

Результаты изготовления холоднокатаной нагартованной ленты из стали

Горячекатаный отожженный подкат толщиной 3,0 мм с исходной микроструктурой пластинчатого перлита 1 — 4 баллов и пределом прочности после структурного отжига 790-960 Н/мм прокатывали на промежуточный размер с различными обжатиями на одноклетевом стане холодной прокатки

4/150 х 450, затем отжигали при температуре 680 — 700 С, 720 — 730 и 760 — 770 С, после чего катали с обжатиями 16 — 20%. Нагартованный металл подвергали шлифовке на глубину 0,03 мм на сторону на агрегате ЗМ300 с бесконечными абразивными ремнями зернистостью 40, После шлифовки ленту до5 катывали с обжатием 25 — 30% на готовый размер. Результаты производства холоднокатаной нагартованной ленты из стали мар. ки 45ХГН М ФА по предлагаемому способу приведены в табл. 1.

Как видно иэ данных табл. 1, наиболее однородные свойства имеет лента со степенью предварительной холодной деформации 23 — 27%, отожженная при 720 — 730 С (рулоны 6, 7, 8). Снижение степени предва-, рительной холодной деформации вызывает увеличение разброса свойств (рулоны 1 — 5).

Содержание зернистого перлита в металле при этом не превышает 75%. С увеличением степени предварительной деформации до

40% равномерность свойств сохраняется на высоком уровне, но прокатка затруднена изза высокой жесткости металла (предел прочности перед отжигом достигает 130 кгс/мм )

2 и появление трещин на кромках, Отжиг при 720 — 730 С обеспечивает, при условии достаточной предварительной деформации, примерно одинаковый уровень разупоочнения всех рулонов (аЬ =5762 кгс/мм ) за счет образования 100% структуры зернистого перлита, Снижение температуры отжига до 680 — 700 С ведет к росту неоднородности свойств. Доля зернистого перлита в микроструктуре металла при этом не превышает 70%. При температуре выше Ас1 (760-770 С ) наблюдается ухудшение качества металла из-за потери углерода и роста зерна перлита.

1780884

Т е б л и ц а 1

»l

Предел прочност44 ме тапла пос ле стинга> кгс/мнз

Разброс значений, кгC/HM

Предел прочности нагартованной пен ты, кгс/ммз

»»

Сод-е зер-, нистого перпите .в микро- стр-ре>г фанти ческая толщина подката, ми

Характеристика обезуглерожи вани я

Обработка Характеристика поверхнос- поверхности ти

Разброс значений, кгс/ммз

Температура обяига, Ос

Обяатие при холодной прокатке>г ь. руно H8 1

3

Отсутствует До 758

60-63

60-72,;

58-6з .

56-62

61-64

80-83 .90-93

Е6-9З .

Ег-84

90-91,Светлосерая>патовая с пятнамп оксидной пленки, .шероховатость йо 0>22.0,50 икм

Светлосерая, ч . блестящая, шероховатость йа 0>32

0,59 мкм

Светлосерая блестящая, шероховатость

Но - 0,320,59 мкм!

3 >- Оез али» фовки

2,00-;:, . 16 О». .. 720"

2,98 16 ° 5 730

2,88

5 85-87 2

85-87

85-87.57-59

720 59-62

730 5Е-59

-Отсутствует 1008

Шлифовка

6 2,94 .

7 3 ° 00

8 2,86

25,0

26,6

23,0

Шлифовка 9 ., 2,9610: 3,00

56-58

58-61- .

58-58

6 e5-ее

85-86 3

86"90

Отсутствует 1008

820»

40,г

39,0

41,0. 24,4

23,5

23,2

12 3,11

13 3,10

14 3,02

106-107

14 92-98

97-105

680- 78-80

700 67-71

66-80

Отсутствует До 702

Светло-серая, блестящая, шероховатость

Ве 0>32"

0,59 мки

Светло-серая блестящая, шероховатость

Оя 039

0,59 мки

Шлифовка

15 13 02 25 ° 3

3,00 26,0 3,О4 26,2 в6-е9

87-ев

86-90

Потеря угле- 1008 рода до 0>18

760- 60-67

770 62-65

61-66

Шлифовка

-г

45 ХГНМФА по способу-прототипу приведены в табл. 2.

Как видно из данных табл. 2, изготовление ленты по способу-прототипу позволяет получить примерно тот же уровень и равномерность свойств. Основным недостатком при этом является йал»ичйе оки»слов на поверхности," что ухудшает кахчеьстчво"ш>ва при электронно-лучевой сварке и наличие фиксированной рулонной кривизны, трудно поддающейся правке перед росйуском полосы на узкие ленты. Поскольку в процессе йере»мбтки рулона имеет место межвитковое трение сухих шершавых поверхностей, то образуются также дефекты в виде рисок, ухудшающих эксплуатационную стойкость изделий.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет производить высокопрочную холодйбкатаную нагартованную ленту с чистой, по наличию оксидной пленки и микродефектов различного происхождения, поверхностью, без фиксированной рулонной кривизны и с высокой однородностью механических свойств.

5 Формула изобретения

Способ изготовления холоднокатаной нагартованной ленты для производства биметаллических лейточных пил, включающий горячую прокатку до получения исходной

10 структуры перлита не более 5 баллов, отжиг, травление подката; холодную прокатку, промежуточный отжиг и окончательную обработку, б тл и ч а ю шийся тем, что, с целью поаышения качества поверхности

15 ленты и устранения рулонной кривизны, промежуточный отжиг проводят при температуре Ас1 — 20 — 30 С с выдержкой, песле холодной прокатки с обжатием 16-20% осуществляют шлифовку поверхности, оконча20 тельную холодну1о прокатку проводят со степенью деформации 15- 40%.

1780884

Табл ица2

Предел прочности после отжига кгс/мм

Температура рекрист. отжигэ, ОС

Хар-ка поверхности

Степень хол.деформац. %

Предел прочности Гот. ленты, кгс/мм

Режим окончат. термообра. ботки

Степень холодной деформаии, Состояние подката

Фактич,толщина подката, мм

N рулонов

94-99

93-96

98-103

92- 97

100—

107

56-59

57-59

58-60

56-58

60-63

2,95

3,00

3,02

3,07

2,88

Горячеках, отожженный

2

4

35-38

720-730

26-28

Редактор

Заказ 4235 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101! период

360380 С

5 час;

li период

420435 С

6 час.

Составитель В.Марченко

Техред М.Моргентал Корректор И.Шулла

Светло серая, с пятнами оксид. пленки и загряз,, шероховатость

Яа=

0,32О, 63 мкм