[发明专利]一种高碳工具钢SK85冷轧宽钢带的制造工艺

说明书

本发明公开了一种高碳工具钢SK85冷轧宽钢带的制造工艺，钢经转炉冶炼、LF炉精炼、板坯连铸，获得210～230mm厚的连铸板坯，对连铸板坯进行加热、热连轧、经层流冷却至卷取温度，获得规格2.5～6.0mm厚的热轧宽钢带，卷取后的热轧宽钢带入库缓冷至室温，获得的金相组织为细片状珠光体；热轧宽钢带酸洗后第一次冷轧总压下量控制在20%～50%，然后进行球化退火，维氏硬度HV5在180以下，球化率92%以上；钢带经第一次球化退火后，进行第二次冷轧，冷轧总压下量控制30%～85%，得到成品规格0.70～3.00mm厚的冷轧宽钢带；经第二次冷轧后的钢带进一步球化退火，维氏硬度HV5在175以下，球化率94%以上；再进行第三次冷轧，冷轧总压下量控制在50%～85%，得到成品规格0.10～0.70mm厚的冷轧宽钢带。

技术领域

本发明涉及金属材料成形技术领域，特别涉及一种高碳工具钢SK85冷轧宽钢带的制造工艺。

背景技术

SK85钢是日本标准JISG4401设定的牌号，该钢的化学成分(质量百分数)：C：0.80～0.90％、Si：0.10～0.35％、Mn：0.10～0.50％、P≤0.030％、S≤0.030％、Cr≤0.30％、Ni≤0.25％、Cu≤0.25％。产品形式有热轧圆钢、热轧钢板和钢带。

高碳工具钢SK85属于过共析钢，碳含量为0.80％～0.90％，经热处理后，具有良好的强度、硬度及韧性，耐磨性优良，综合性能优越，使用寿命长。主要用于制作刀具、量具、锯片、精密五金工具、笔尖、针等，广泛应用于工程机械、纺织业、电子、汽车等领域。

高碳工具钢SK85冷轧钢带厚度规格越薄，板面越宽，市场青睐性越好，但是生产难度大。尤其是厚度在0.70mm以下，宽度1000mm以上的大宽板面市场需求量大，附加值高，经济效益显著。由于SK85含碳量高，脆性大，冷轧加工硬化明显，在冷轧加工中会产生加工硬化，使得变形抗力增加，继续冷轧加工困难。为保证冷轧压延顺畅，需要进行球化退火，消除加工硬化。冷轧轧制成品厚度越薄，冷轧轧制次数也越多，球化退火次数也越多。对应的冷轧钢带产品验收标准是JISG4802。

经市场调研，目前高碳工具钢SK85冷轧钢带的生产方式是采用传统的冷轧窄带钢(宽度小于600mm)工艺。其工艺流程主要有两种：一种是热轧窄钢带(宽度小于600mm)→酸洗→第一次球化退火→第一次冷轧→第二次球化退火第二次冷轧→第N次球化退火、冷轧。另一种是热轧宽钢带(通常宽度1000mm～1250mm)→纵剪→酸洗→第一次球化退火→第一次冷轧→第二次球化退火→第二次冷轧→第N次球化退火、冷轧。这两种工艺在冷轧前均要对热轧卷板进行10小时以上的球化退火热处理，以消除网状或层状碳化物，改善冷轧压延性能。而且采用第一种工艺流程还会存在热轧窄钢带原料成分波动大、钢质纯净度差、尺寸精度差、板型差、质量稳定性差、卷重小、生产效率低等问题，该工艺流程趋于淘汰。采用第二种工艺流程存在的技术难题是热轧宽钢带板面宽，不能满足小型单机架冷轧机组轧辊辊面宽度。需对热轧宽钢带进行剪切，由于高碳工具钢SK85含碳量高，脆性大，剪切缺口效应明显，对钢带边部纵剪质量要求高。如果钢带边部剪切质量参差不齐，在后续冷轧加工过程中极易诱发产生裂边、断带等技术问题。同样因为高碳工具钢SK85含碳量高，加工硬化明显，变形抗力大，冷轧加工困难，需往返进行多道次冷轧和球化退火，消除加工硬化，改善冷轧压延性能。生产工序长、生产成本高，生产效率低。

经检索，“一种能直接冷轧的工具钢的生产方法”(公开号:CN104745787A)对生产工艺进行设定，控制铸坯热轧加热温度1150～1250℃，终轧温度800～900℃，卷取温度Ms+30～100℃，得到的组织是马氏体组织；卷取后进行回火处理，控制回火温度550～700℃，回火时间2～3h，得到的组织是回火索氏体。采用该工艺，卷取温度过低，卷取过程发生马氏体相变，热轧钢带抗拉强度高，延伸率差，卷取难度大，在卷取过程中极易出现断带生产事故，生产风险高。