50CrVAH屬于汽車機(jī)械用鋼范疇，主要用于制造各類汽車、工程機(jī)械傳動(dòng)齒輪、傳動(dòng)軸等工件。汽車機(jī)械用鋼市場需求量很大，僅國內(nèi)的需求量就在500萬t以上，而國外只要是汽車、機(jī)械工業(yè)比較發(fā)達(dá)的國家均有很大的需求量，所以50CrVAH的需求量也隨之增加。該鋼種對淬透性、尺寸、表面質(zhì)量和純凈度等都有較高的要求，南鋼開發(fā)生產(chǎn)的50CrVAH質(zhì)量性能穩(wěn)定可靠，完全滿足了用戶使用要求。
1.成分要求
50CrVAH對強(qiáng)度、塑形、淬透性要求比較高，因此對50CrVAH的化學(xué)成分進(jìn)行設(shè)計(jì)。V元素的主要作用是析出強(qiáng)化，能顯著提高鋼的強(qiáng)度而又不降低其塑性，控制在成分規(guī)格的中上限為宜。為了保證良好的淬透性，適當(dāng)提高M(jìn)n、Cr元素含量，在此原則上制定內(nèi)控成分。加入一定量的鋁以細(xì)化晶粒，改善鋼的機(jī)械性能。硫的含量控制在0.015%以下，防止晶界處的共晶體熔化，鋼受壓時(shí)產(chǎn)生晶界破裂，發(fā)生“熱脆”現(xiàn)象。
2.工藝流程
UHP電爐冶煉→LF精煉→VD精煉→連鑄→坯料驗(yàn)收→步進(jìn)式加熱爐鋼坯加熱→高壓水除鱗→粗軋→1#飛剪→中軋→2#飛剪→精軋→3#飛剪→冷床冷卻→定尺剪切→在線打捆→堆冷→矯直→剝皮→探傷→成品檢驗(yàn)→包裝→標(biāo)識→稱重→入庫
3.軋制工藝過程控制
3.1加熱工藝控制
50CrVAH的加熱工藝制度如表2所示，為保證鋼坯加熱均勻，根據(jù)總加熱時(shí)間≥2.0h以及棒材廠步進(jìn)式加熱爐的構(gòu)造計(jì)算出生產(chǎn)出鋼節(jié)奏為≥83s/支，從50CrVAH第一支坯料進(jìn)入加熱爐即控制生產(chǎn)節(jié)奏，保證鋼坯總加熱時(shí)間。同時(shí)嚴(yán)格控制爐內(nèi)氣氛，50CrVAH入爐后空燃比設(shè)定≤0.68，防止鋼坯發(fā)生脫碳和過熱。
3.2軋制工藝控制
3.2.1軋制前設(shè)備檢測
換軋50CrVAH之前，停機(jī)檢查各機(jī)架軋機(jī)孔型狀況，確?？仔唾|(zhì)量狀況良好，符合孔型噸位制度要求，同時(shí)更換成品和成品前道孔型，確保成品表面質(zhì)量合格。檢查所有導(dǎo)衛(wèi)、輥輪、輥道，確保其安裝到位，投入使用及轉(zhuǎn)動(dòng)正常，防止在軋制過程中出現(xiàn)劃傷、刮絲等現(xiàn)象。軋制過程中各道次料形尺寸按標(biāo)準(zhǔn)料形控制，確保符合工藝要求，防止產(chǎn)生耳子、折疊等缺陷。高壓水除鱗壓力值設(shè)定不小于16MPa，確保鋼坯表面氧化鐵皮清除干凈。
3.2.2軋制溫度的確定
表面裂紋、側(cè)面裂紋是影響工程機(jī)械用鋼質(zhì)量的主要因素。軋制時(shí)冷卻速度過快易造成鋼材表面硬度超標(biāo)。針對這些問題,制定合理的加熱制度和開終軋溫度。開軋溫度控制范圍為1060-1140℃，終軋溫度控制范圍為960-1060℃。
3.2.3軋材表面質(zhì)量和尺寸的控制
生產(chǎn)過程中1#飛剪切頭功能投入使用，2#飛剪切頭與切尾功能均投入使用，確保軋件頭、尾部壞料剪切干凈，防止壓入后道產(chǎn)生折疊缺陷。崗位工人通過定期劃料型檢查是否有耳子或輥挫臺階缺陷，保證過程產(chǎn)品質(zhì)量得到有效控制?？紤]到50CrVAH精整處理工序需要?jiǎng)兤るp探傷檢驗(yàn)，成品尺寸按GB/T702二組精度正公差控制，以留出精整后道剝皮余量。熱頂鍛檢驗(yàn)規(guī)定軋材的頭部、尾部0.5m處以及中間倍尺必須頂鍛合格，在線生產(chǎn)熱頂鍛試樣無開裂現(xiàn)象。
3.3精整工藝控制
3.3.1收集剪切控制
為避免成品圓鋼出現(xiàn)低溫剪切導(dǎo)致切口崩裂脆斷，成品上冷床后采取人工手動(dòng)控制快速收集下冷床。采用孔型剪刀片剪切，確保鋼材端頭剪切整齊，防止出現(xiàn)馬蹄形、飛邊、毛刺等剪切缺陷。
3.3.2矯直剝皮吊裝控制
合理調(diào)節(jié)矯直角度、壓下量和輥縫值，控制鋼材的平直度≤3mm/m。合理設(shè)置剝皮工序參數(shù)，根據(jù)剝皮效果合理調(diào)節(jié)設(shè)備轉(zhuǎn)速，通過測試磨頭壓力優(yōu)化砂輪目數(shù)配比，改善鋼材剝皮質(zhì)量和剝皮效果。同時(shí)淘汰原來的鋼絲繩，對50CrVAH的吊裝運(yùn)轉(zhuǎn)全程采用軟帶吊運(yùn)，并且要求輕吊輕放，防止鋼材表面因碰傷、擦傷、刮傷等產(chǎn)生新的質(zhì)量缺陷影響探傷合格率。
4.1通過合理設(shè)計(jì)化學(xué)成分與強(qiáng)化生產(chǎn)過程質(zhì)量控制，開發(fā)生產(chǎn)的50CrVAH各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足用戶使用要求，質(zhì)量合格。
4.2成品尺寸按照GB/T702第2組精度正公差控制，剛好滿足精整處理工序雙探傷檢驗(yàn)需要的剝皮余量，尺寸控制較好，有效地保證了探傷合格率。