硫铅易切削钢被公认为是易切削钢中切削性能最优秀的一种,但它的含有高污染的铅,欧美一些产业已禁止或限制使用含铅易切削钢。寻找替代产品是易切削钢的发展潮流。铋是其中的一类,铋类能显著提高切削性能。但这类钢生产难度较大,主要是铋容易蒸发,另外铋会恶化钢材后续加工性能。
一些钢企生产中发现:consteel电炉——LF——方坯连铸——φ500/650mm轧机——半连轧机组。是生产铋系易切削钢的一种稳定路线。涉及的具体工艺是:
1、consteel电炉
控制生铁配比大于30%,全程高碱度泡沫渣埋弧操作,温度控制在1550-1590℃。电炉出钢终点碳控制为0.03-0.05%。出钢前喷吹碳粉进行渣面脱氧,钢包烘烤温度大于1000℃,出钢温度1620-1640℃,偏心炉底挡渣出钢、严禁下氧化渣,炉内留钢25-30t。出钢过程加入经过烘烤的合金、硫磺、脱氧剂、渣料。
2、LF精炼
采用向钢包中喂入铋复合包芯线、钢包底吹氩搅拌工艺,通过合理控制喂线温度1560-1580℃、喂线速度120-140m/min,可将铋的回收率稳定控制在70-80%。
3、连铸
严格控制浇铸温度、浇铸速度,并采用弱二冷制度,实现较高过热度下的弱冷慢速浇铸,采用复合电磁搅拌、全程保护浇铸等技术,可获得质量优良低碳硫铋铸坯。
4、轧制
制定合理的钢坯加热制度:加热温度1200-1250℃,均热温度1130-1180℃,出炉温度1160-1190℃,终轧温度910-930℃,加热时间≥150min;控制好轧制速度和节奏,减少开坯轧机机架冷却水量20-30%,以保证轧材具有良好的表面质量。
检验结果表明,按以上工艺生产的低碳硫铋易切削钢,轧材夹杂物分布均匀,钢中铋颗粒细小均匀,产品切削性能良好,可以作为生产铋类切削钢的稳定工艺路线。
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