本發(fā)明涉及一種鋼帶,具體涉及一種卷尺用工具鋼帶及其制備方法,屬于冶金。
背景技術(shù):
1、卷尺作為建筑、工程、家裝等領(lǐng)域廣泛使用的便攜式測量工具,其核心功能部件為可反復(fù)伸縮的柔性尺帶。該尺帶在使用過程中需承受高頻次彎曲、拉伸與回卷應(yīng)力,隨著建筑、家裝、工業(yè)測量等領(lǐng)域?qū)y量工具精度和耐用性的要求不斷提高,市場對(duì)高強(qiáng)度、高彈性、長壽命卷尺的需求持續(xù)增長。
2、目前,國內(nèi)外中高端卷尺普遍采用高碳優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼作為尺帶基材,典型牌號(hào)包括日本標(biāo)準(zhǔn)jis?g4401中的sk5、sk4鋼,其碳含量范圍分別為0.85%~0.95%和0.90%~1.00%,屬于共析或過共析成分,經(jīng)適當(dāng)處理后可獲得較高的強(qiáng)度和耐磨性。然而,在實(shí)際應(yīng)用中,傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的sk4/sk5熱軋窄帶鋼存在熱軋工藝缺乏對(duì)相變過程的有效控制,導(dǎo)致鋼材形成粗珠光體+網(wǎng)狀滲碳體組織,晶粒粗大、片層間距寬(>500nm),造成材料硬而脆,塑性和韌性偏低,冷加工時(shí)易開裂、斷裂、回彈不穩(wěn)定,在頻繁拉伸回卷過程中易出現(xiàn)“永久變形”、“回彈力下降”等問題,根本原因在于材料組織粗大、強(qiáng)度與韌性不匹配。
3、因此,研發(fā)一種能克服以上缺陷的卷尺用工具鋼帶及其制備方法成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是,克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn),提供一種卷尺用工具鋼帶及其制備方法,該方法通過優(yōu)化熱軋過程中的冷卻路徑,實(shí)現(xiàn)鋼材顯微組織向細(xì)片層狀索氏體轉(zhuǎn)變,顯著提升熱軋窄帶鋼的強(qiáng)度、彈性極限和韌性,同時(shí)簡化后續(xù)加工流程,滿足高端卷尺對(duì)材料高強(qiáng)高彈、穩(wěn)定回彈、長壽命和精密成形的需求。
2、為了解決以上技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種卷尺用工具鋼帶,該鋼帶按質(zhì)量百分比包括以下組分:c:0.95-1.00%,si:0.20-0.30%,mn:0.35-0.50%,p≤0.015%,s≤0.010%,cr:0.16-0.25%,ni≤0.20%,cu≤0.20%,余量為fe和不可避免的雜質(zhì),以上各組分之和為100%。
3、本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是:
4、進(jìn)一步的,前述卷尺用工具鋼帶中,該鋼帶按質(zhì)量百分比包括以下組分:c:0.96%,si:0.23%,mn:0.42%,p:0.010%,s:0.005%,cr:0.18%,ni:0.06%,cu:0.08%,余量為fe和不可避免的雜質(zhì),以上各組分之和為100%。
5、本發(fā)明還設(shè)計(jì)一種卷尺用工具鋼帶的制備方法,調(diào)整終軋溫度,優(yōu)化軋后快冷工藝,具體包括以下步驟:
6、(1)在軋機(jī)負(fù)荷條件下進(jìn)行,采用粗軋10道次軋制,開軋溫度1080~1120℃,粗軋總壓下率85%;精軋12道次軋制,終軋溫度850~900℃,優(yōu)選終軋溫度為880℃,終軋速度為11m/s,精軋總壓下率94%;
7、(2)軋后穿水,將軋后的鋼帶送上平板鏈進(jìn)行控冷處理,控制冷卻速率50-70℃/s,上平板鏈溫度700~750℃,優(yōu)選平板鏈溫度為720℃,平板鏈速度0.53~0.57m/s,優(yōu)選平板鏈速度為0.55?m/s,擺幅頻率470~490rpm/min,優(yōu)選擺幅頻率為480rpm/min;
8、(3)卷取溫度600~650℃快速卷取,入緩冷坑緩冷,依靠余溫進(jìn)行低溫自回火,軟化材料降低硬度的同時(shí),達(dá)到改善組織的均勻性的效果,最后進(jìn)行打包和標(biāo)識(shí)得到最終的成品鋼帶。
9、進(jìn)一步的,前述卷尺用工具鋼帶的制備方法中,步驟(1)中粗軋10道次軋制具體為3道次立輥+7道次平輥。
10、前述卷尺用工具鋼帶的制備方法中,步驟(1)中精軋12道次軋制具體為2道次立輥+9道次平輥。
11、前述卷尺用工具鋼帶的制備方法中,步驟(2)中生產(chǎn)前,先使用普帶鋼對(duì)平板鏈進(jìn)行預(yù)熱,優(yōu)選的,使用3支q235普帶鋼對(duì)平板鏈進(jìn)行預(yù)熱。
12、技術(shù)效果,本發(fā)明采用普帶鋼對(duì)平板鏈進(jìn)行預(yù)熱,可降低鋼帶下表面溫降速率,縮小上下表面溫差,保證鋼帶整個(gè)表面溫度的均勻。
13、前述卷尺用工具鋼帶的制備方法中,步驟(3)中緩冷坑內(nèi)溫度≥250℃。
14、前述卷尺用工具鋼帶的制備方法中,制備的熱軋鋼帶的基體組織為索氏體,且平均片層間距≤300nm,力學(xué)性能的抗拉強(qiáng)度900~950ma,平均925mpa,延伸率12~14%,平均13%。
15、本發(fā)明的有益效果是:
16、本發(fā)明旨在解決傳統(tǒng)工藝中組織粗大、性能不穩(wěn)定、依賴退火等問題,提供一種高效、節(jié)能、高性能的卷尺用工具鋼帶及其制備技術(shù),通過精準(zhǔn)控制熱軋變形與冷卻制度,實(shí)現(xiàn)高碳鋼在熱軋態(tài)下即形成均勻細(xì)密的索氏體組織,顯著提升熱軋窄帶鋼的強(qiáng)度、彈性極限和韌性,簡化工藝流程,降低生產(chǎn)成本,滿足高端卷尺對(duì)材料高強(qiáng)高彈、穩(wěn)定回彈、長壽命和精密成形的需求,同時(shí)推動(dòng)我國精密測量工具材料的自主化與高端化發(fā)展。
17、本發(fā)明的方法可直接利用于現(xiàn)有設(shè)備,且不需要對(duì)已有設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造,通過調(diào)整終軋溫度,優(yōu)化軋后快冷工藝,使鋼帶熱軋態(tài)即獲得細(xì)片層狀索氏體組織,顯著提高材料的強(qiáng)度、彈性極限和疲勞壽命,同時(shí)保持良好塑性,并且使下游冷軋減少一道退火,降低加工成本費(fèi)用,進(jìn)一步滿足下游用戶使用要求,具體表現(xiàn)如下:
18、(1)基體組織為索氏體,珠光體片層距≤300nm(見附圖二及附圖三);
19、(2)材料力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度提高至900mpa以上,且延伸率提高至13%,提高強(qiáng)度的同時(shí)擁有良好塑性;
20、(3)下游用戶工藝可減少一道退火工序,噸鋼降本約300元。
1.一種卷尺用工具鋼帶,其特征在于:該鋼帶按質(zhì)量百分比包括以下組分:c:0.95-1.00%,si:0.20-0.30%,mn:0.35-0.50%,p≤0.015%,s≤0.010%,cr:0.16-0.25%,ni≤0.20%,cu≤0.20%,余量為fe和不可避免的雜質(zhì),以上各組分之和為100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷尺用工具鋼帶,其特征在于:該鋼帶按質(zhì)量百分比包括以下組分:c:0.96%,si:0.23%,mn:0.42%,p:0.010%,s:0.005%,cr:0.18%,ni:0.06%,cu:0.08%,余量為fe和不可避免的雜質(zhì),以上各組分之和為100%。
3.一種如權(quán)利要求1或2所述的卷尺用工具鋼帶的制備方法,其特征在于:調(diào)整終軋溫度,優(yōu)化軋后快冷工藝,具體包括以下步驟:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述卷尺用工具鋼帶的制備方法,其特征在于:所述步驟(1)中粗軋10道次軋制具體為3道次立輥+7道次平輥。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述卷尺用工具鋼帶的制備方法,其特征在于:所述步驟(1)中精軋12道次軋制具體為2道次立輥+9道次平輥。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述卷尺用工具鋼帶的制備方法,其特征在于:所述步驟(2)中生產(chǎn)前,先使用普帶鋼對(duì)平板鏈進(jìn)行預(yù)熱。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述卷尺用工具鋼帶的制備方法,其特征在于:所述步驟(3)中緩冷坑內(nèi)溫度≥250℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述卷尺用工具鋼帶的制備方法,其特征在于:制備的熱軋鋼帶的基體組織為索氏體,且平均片層間距≤300nm,力學(xué)性能的抗拉強(qiáng)度900~950ma,平均925mpa,延伸率12~14%,平均13%。