專利名稱：低膨脹合金寬厚板的制造方法
技術領域：
本發明涉及金屬材料冶煉和加工技術領域，更具體地講，涉及一種低膨脹合金寬厚板的制造方法。
背景技術：
低膨脹合金是指在一定溫度范圍內其膨脹系數很低的一類金屬材料，包括4J32、4J36、4J38和4J40等合金。主要用于制造在一定溫度范圍內尺寸要求近似恒定或高度精密的元件。該類材 料受鋼錠表層凝固組織和加熱氣氛等因素的影響，鍛造時表面極易產生裂口等缺陷。而生產單重較大(一般要求單重> I噸)的寬厚板對鋼錠表面質量、鍛造和熱軋工藝提出了更高要求。較大鋼錠表面如何能更方便進行機加工扒皮，材料加熱時如何能防止氧化和吸S，如何避免鍛造產生表面裂口，這些問題都是必須要考慮和解決的。

發明內容
針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種低膨脹合金寬厚板的制造方法。這種方法便于鋼錠表面進行機加工扒皮，能有效防止材料在加熱時發生氧化和吸S，避免鍛造產生表面裂口，從而制得表面質量完好的寬厚板成品。為了實現上述目的，所述制造方法包括以下步驟冶煉目標鋼水，所述目標鋼水的成分按重量百分比計由 C ≤ O. 02%、Si ≤ O. 1%、Μη :0. 3% O. 5%、P ≤ O. 005%、S ≤ O. 005%、Cu 0. 5% O. 7%,Co 3. 5% 3. 9%、N1:32% 32. 5%、Ca ≤ O. 03%,Ti ≤ O. 05%,Zr ≤ O. 03%、Ce ≤O. 05%、B≤O. 004%及余量的鐵和不可避免的雜質組成，或由C≤O. 02%、Si ≤ O. 2%、Mn 0. 3% O. 5%、P ≤ O. 005%、S ≤ O. 005%、Ni 35. 7% 36. 2%、Ca ≤ O. 03%、Ti ≤ O. 05%、Zr ≤ O. 03%,Ce ≤ O. 05%,B ≤ O. 004%及余量的鐵和不可避免的雜質組成，或由C≤O. 02%、Si ≤O. 1%、Mn 0. 3% O. 5%、P ≤ O. 005%、S ≤ O. 005%、Se 0. 15% O. 20%、Ni 35. 5% 36. 5%、Ca ( O. 03%、Ti ≤ O. 05%、Zr ( O. 03%、Ce ( O. 05%、B ≤ O. 004% 及余量的鐵和不可避免的雜質組成，或由 C ≤ O. 02%、Si ≤ O. 1%、Mn ≤ O. 15%、P ≤ O. 005%、S ≤ O. 005%、Co :7. 3% 7. 7%、N1:32. 7% 33. 1%、Ca ≤ O. 03%、Ti ≤ O. 05%、Zr (≤O. 03%、Ce ≤ O. 05%、B^O. 004%及余量的鐵和不可避免的雜質組成；模鑄成扁錠；鋼錠頭尾鋸切，表面刨銑扒皮；加熱鋼錠至1100 1150°C，然后進行兩火熱軋；然后，在840°C 土 10°C保溫lh，水淬，再在315°C ±10°C保溫lh，隨爐冷卻或空冷；經切邊、矯直和表面處理后，制得低膨脹合金寬厚板成品。在一個示例性實施例中，所述加熱鋼錠的步驟采用在還原氣氛下加熱的方式或者在加熱前對鋼錠進行表面涂層處理，以降低鋼錠的氧化和吸S。在一個示例性實施例中，所述兩火熱軋步驟包括順序進行的一火熱軋和二火熱車L，并且還包括清理一火熱軋后板坯表面缺陷。在一個示例性實施例中，所述表面處理可以包括噴丸、酸洗或拋光。與現有技術相比，本發明采用模鑄扁錠結合直接熱軋的方式，同時能減少制造工序、縮短制造周期、提高成材率、降低成本。
具體實施例方式在下文中，將結合示例性實施例來詳細描述本發明的低膨脹合金寬厚板的制造方法。在本發明的一個示例性實施例中，低膨脹合金寬厚板的制造方法包括以下步驟冶煉目標鋼水，所述目標鋼水的成分按重量百分比計由C彡O. 02%,Si ( O. l%、Mn :0. 3% O. 5%、P 彡 O. 005%、S 彡 O. 005%、Cu 0. 5% O. 7%、Co 3. 5% 3. 9%、Ni 32% 32. 5%、Ca ( O. 03%、Ti ( O. 05%、Zr ( O. 03%、Ce ( O. 05%、B^O. 004% 及余量的鐵和不可避免的雜質組成，或由 C 彡 O. 02%、Si ( O. 2%、Mn 0. 3% O. 5%、P 彡 O. 005%、S 彡 O. 005%、Ni 35. 7% 36. 2%、Ca ( O. 03%、Ti ( O. 05%、Zr ( O. 03%、Ce ( O. 05%、B 彡 O. 004% 及余量的鐵和不可避免的雜質組成，或由C彡O. 02%、Si ( O. 1%、Mn :0. 3% O. 5%、P彡O. 005%、S^O. 005%,Se 0. 15% O. 20%,Ni 35. 5% 36. 5%、Ca ( O. 03%,Ti ( O. 05%,Zr ( O. 03%、Ce ( O. 05%、B彡O. 004%及余量的鐵和不可避免的雜質組成，或由C彡O. 02%、Si ( O. 1%、Mn ( O. 15%、P 彡 O. 005%、S 彡 O. 005%、Co 7. 3% 7. 7%、Ni 32. 7% 33. 1%、Ca ( O. 03%、Ti ( O. 05%、Zr ( O. 03%、Ce ( O. 05%、B彡O. 004%及余量的鐵和不可避免的雜質組成；模鑄成扁錠；鋼錠頭尾鋸切，表面刨銑扒皮以去除缺陷；加熱鋼錠至1100 1150°C，然后進行兩火熱軋；兩段熱處理，一段(加熱至840°C ±10°C，保溫lh，水淬)，二段(在315°C ±10°C，保溫lh，隨爐冷卻或空冷)；經切邊、矯直和表面處理后，制得低膨脹合金寬厚板成品。在本發明中，加熱鋼錠至1100 1150°C，然后進行兩火熱軋的步驟是指先將鋼錠加熱至1100 1150°C，然后進行一火軋制；接下來，再將一火軋制后的軋坯加熱至1100 1150°C，然后進行二火軋制。優選地，在本發明的另一個示例性實施例中，所述模鑄步驟采用扁錠模鑄工藝，控制扁錠內部和表面質量完好且尺寸便`于機加工和熱軋。優選地，在本發明的另一個示例性實施例中，所述加熱鋼錠的步驟采用在還原氣氛下加熱的方式或者在加熱前對鋼錠進行表面涂層處理，以降低鋼錠的氧化和吸s (S卩，吸硫)。優選地，在本發明的另一個示例性實施例中，所述兩火熱軋步驟包括順序進行的一火熱軋和二火熱軋，并且還包括清理一火熱軋后板還表面缺陷。優選地，在本發明的另一個示例性實施例中，所述表面處理包括噴丸、酸洗或拋光。在本發明的另一個示例性實施例中，低膨脹合金寬厚板的制造方法也可通過下面的方式來實現。工藝步驟簡述為冶煉目標鋼水一模鑄扁錠一鋼錠鋸切頭尾、表面刨銑一兩火熱軋一熱處理一切邊、矯直和表面處理一寬厚板成品。(I)冶煉冶煉的材料須化學成分合格，低夾雜低氣體。例如，目標鋼水的成分按重量百分比計由 C 彡 O. 02%,Si ( O. 1%、Μη :0. 3% O. 5%、P ( O. 005%,S ( O. 005%、Cu :0. 5% O. 7%、Co 3. 5% 3. 9%、Ni 32% 32. 5%、Ca ( O. 03%、Ti ( O. 05%、Zr ( O. 03%、Ce ( O. 05%、B彡O. 004%及余量的鐵和不可避免的雜質組成，或由C彡O. 02%、Si彡O. 2%、Mn :0. 3% O. 5%、P ( O. 005%、S ( O. 005%、N1:35. 7% 36. 2%、Ca ( O. 03%、Ti ( O. 05%、Zr ( O. 03%、Ce ( O. 05%、B彡O. 004%及余量的鐵和不可避免的雜質組成，或由C彡O. 02%、Si ( O. 1%、Mn 0. 3% O. 5%、P^O. 005%、S^O. 005%、Se 0. 15% O. 20%、Ni 35. 5% 36. 5%、Ca ( O. 03%、Ti ( O. 05%、Zr ( O. 03%、Ce ( O. 05%、B 彡 O. 004% 及余量的鐵和不可避免的雜質組成，或由 C 彡 O. 02%、Si ( O. 1%、Mn ( O. 15%、P 彡 O. 005%、S 彡 O. 005%、Co 7. 3%
7.7%、Ni 32. 7% 33. 1%、Ca ( O. 03%、Ti ( O. 05%、Zr ( O. 03%、Ce ( O. 05%、B 彡 O. 004%及余量的鐵和不可避免的雜質組成。(2)鑄錠采用扁錠模鑄工藝，澆鑄的扁錠須內部和表面質量完好且尺寸便于機加工和熱車L。(3)鋼錠機加工對鋼錠進行頭尾鋸切和表面刨銑扒皮以去除缺陷。(4)兩火熱軋①、采用在還原氣氛下加熱的方式或者在加熱前對鋼錠進行表面涂層處理，以降低鋼錠的氧化和吸S。②、將鋼錠加熱至1100 1150°C，然后進行一火軋制。③、清理一火熱軋后板坯表面缺陷。④、將一火軋制后的軋坯加熱至1100 1150°C，然后進行二火軋制。

⑤、軋制道次根據成品尺寸決定，每道次壓下量根據軋機負荷來決定。(5)熱處理兩段熱處理，一段(加熱至840°C ±10°C，保溫lh，水淬)，二段(在315°C ±10°C，保溫lh，隨爐冷卻或空冷)。(6)成品處理①、采用等離子或水刀等方式進行切邊。②、矯直以確保平直度。③、通過噴丸、酸洗、拋光等方式進行表面處理。示例 I以4J32寬厚板的制造為例來說明本發明的示例性實施例。冶煉得到目標鋼水，其成分按重量百分比計可以由C彡O. 02%、P彡O. 005%、S 彡 O. 005%、Si ( O. 10%、Mn 0. 30% O. 50%、Cu 0. 50% O. 70%、Co 3. 5% 3. 9%、Ni 32% 32. 5%及余量的鐵和不可避免的雜質組成。澆注得到的扁錠規格為360X 1000X 1600 (mm)。對扁錠進行頭尾鋸切和表面刨銑扒皮以去除缺陷。采用在還原氣氛下加熱的方式將鋼錠加熱至1120°C ±10°C，然后進行一火軋制。一火熱軋后清理板坯表面缺陷。將一火軋制后的軋坯加熱至1120°C ±10°C，然后進行二火軋制。軋制道次根據成品尺寸決定，每道次壓下量根據軋機負荷來決定。兩段熱處理，一段(加熱至840°C ±10°C，保溫lh，水淬)，二段(在315°C ±10°C，保溫lh，隨爐冷卻或空冷)。
等離子切邊。矯直以確保平直度。表面酸洗。示例2以4J36寬厚板的制造為例來說明本發明的示例性實施例。冶煉得到目標鋼水，其成分按重量百分比計可以由C彡O. 02%、P彡O. 005%、S^O. 005%、Si ( O. 20%、Mn 0. 30% O. 50%、Ni 35. 7% 36. 2% 及余量的鐵和不可避免的雜質組成。澆注得到的扁錠規格為360X 1000X 1600 (mm)。對扁錠進行頭尾鋸切和表面刨銑扒皮以去除缺陷。鋼錠表面涂層保護，將鋼錠加熱至1110°C ±10°C，然后進行一火軋制。一火熱軋后清理板坯表面缺陷。將一火軋制后的軋坯加熱至1110°C ±io°c，然后進行二火軋制。車L制道次根據成品尺寸決定，每道次壓下量根據軋機負荷來決定。兩段熱處理，一段(加熱至840°C ±10°C，保溫lh，水淬)，二段(在315°C ±10°C，保溫lh，隨爐冷卻或空冷)。

水刀切邊。矯直以確保平直度。表面噴丸。綜上所述，本發明采用模鑄扁錠結合直接熱軋的方式，鋼錠表面尺寸便與機加工扒皮，去除鍛造工序可避免鍛造產生表面裂口，并且能減少制造工序、縮短制造周期、提高成材率、降低成本。
權利要求
1.一種低膨脹合金寬厚板的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步驟冶煉目標鋼水，所述目標鋼水的成分按重量百分比計由C彡O. 02%、Si ( O. 1%、Mn O. 3% (λ 5%、P ( O. 005%、S 彡 O. 005%、Cu 0. 5% O. 7%,Co 3. 5% 3. 9%、N1:32% 32. 5%、Ca ( O. 03%、Ti ( O. 05%、Zr ( O. 03%、Ce ( O. 05%、B 彡 O. 004% 及余量的鐵和不可避免的雜質組成； 模鑄成扁錠； 鋼錠頭尾鋸切，表面刨銑扒皮； 加熱鋼錠至1100 1150°C，然后進行兩火熱軋； 然后，在840°C ±10°C保溫lh，水淬，再在315°C ± 10°C保溫lh，隨爐冷卻或空冷； 經切邊、矯直和表面處理后，制得低膨脹合金寬厚板成品。
2.一種低膨脹合金寬厚板的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步驟冶煉目標鋼水，所述目標鋼水的成分按重量百分比計由C彡O. 02%、Si ( O. 2%、Mn O. 3% O. 5%、P 彡 O. 005%、S 彡 O. 005%、N1:35. 7% 36. 2%、Ca ( O. 03%、Ti ( O. 05%、Zr ( O. 03%、Ce ( O. 05%、B彡O. 004%及余量的鐵和不可避免的雜質組成； 模鑄成扁錠； 鋼錠頭尾鋸切，表面刨銑扒皮； 加熱鋼錠至1100 1150°c，然后進行兩火熱軋； 然后，在840°C ±10°C保溫lh，水淬，再在315°C ±10°C保溫lh，隨爐冷卻或空冷； 經切邊、矯直和表面處理后，制得低膨脹合金寬厚板成品。
3.一種低膨脹合金寬厚板的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步驟冶煉目標鋼水，所述目標鋼水的成分按重量百分比計由C彡O. 02%、Si ( O. 1%、Mn O.3% O. 5%、P ( O. 005%、S 彡 O. 005%、Se 0. 15% O. 20%、Ni 35. 5% 36. 5%、Ca ( O. 03%、Ti ( O. 05%、Zr ( O. 03%、Ce ( O. 05%、B彡O. 004%及余量的鐵和不可避免的雜質組成；模鑄成扁錠； 鋼錠頭尾鋸切，表面刨銑扒皮； 加熱鋼錠至1100 1150°C，然后進行兩火熱軋； 然后，在840°C ±10°C保溫lh，水淬，再在315°C ±10°C保溫lh，隨爐冷卻或空冷； 經切邊、矯直和表面處理后，制得低膨脹合金寬厚板成品。
4.一種低膨脹合金寬厚板的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步驟 冶煉目標鋼水，所述目標鋼水的成分按重量百分比計由C < O. 02%、SiSO. 1%、Mn ( O. 15%、P 彡 O. 005%、S 彡 O. 005%、Co 7. 3% 7. 7%、Ni 32. 7% 33. 1%、Ca ( O. 03%、Ti ( O. 05%、Zr ( O. 03%、Ce ( O. 05%、B彡O. 004%及余量的鐵和不可避免的雜質組成；模鑄成扁錠； 鋼錠頭尾鋸切，表面刨銑扒皮； 加熱鋼錠至1100 1150°C，然后進行兩火熱軋； 然后，在840°C ±10°C保溫lh，水淬，再在315°C ± 10°C保溫lh，隨爐冷卻或空冷； 經切邊、矯直和表面處理后，制得低膨脹合金寬厚板成品。
5.根據權利要求1至4中任意一項所述的低膨脹合金寬厚板的制造方法，其特征在于，所述加熱鋼錠的步驟采用在還原氣氛下加熱的方式或者在加熱前對鋼錠進行表面涂層處理，以降低鋼錠的氧化和吸S。
6.根據權利要求1至4中任意一項所述的低膨脹合金寬厚板的制造方法，其特征在于，所述兩火熱軋步驟包括順序進行的一火熱軋和二火熱軋，并且還包括清理一火熱軋后板坯表面缺陷。
7.根據權利要求1至4中任意一項所述的低膨脹合金寬厚板的制造方法，其特征在于，所述表面處理包括噴丸、酸洗或拋光。
全文摘要
本發明提供了一種低膨脹合金寬厚板的制造方法。所述制造方法包括步驟冶煉目標鋼水；模鑄成扁錠；鋼錠頭尾鋸切，表面刨銑扒皮；加熱鋼錠至1100～1150℃，然后進行兩火熱軋；然后，在840℃±10℃保溫1h，水淬，再在315℃±10℃保溫1h，隨爐冷卻或空冷；經切邊、矯直和表面處理后，制得低膨脹合金寬厚板成品。本發明的方法能夠制得化學成分和線膨脹系數符合要求且表面質量完好的寬厚板成品，同時能減少制造工序、縮短制造周期、提高成材率、降低成本。
文檔編號C22C38/16GK103060542SQ20121057014
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月25日 優先權日2012年12月25日
發明者粟碩, 羅通偉, 何云華, 鄺素軍, 裴丙紅, 張健 申請人:攀鋼集團江油長城特殊鋼有限公司