CN101760701B - 一种合金塑料模具钢板及其生产方法 - Google Patents

一种合金塑料模具钢板及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种合金塑料模具钢板,由以下重量百分含量的化学成分组成:C0.30-0.50%,Si 0.20-0.50%,Mn 0.80-1.80%,P≤0.02%,S≤0.01%,Mo 0.10-0.50%,B0.001-0.003%,Cr 1.40-2.00%,Ti 0.015-0.04%,V 0.01-0.04%,余量为Fe及不可避免的杂质。本发明方法主要包括电炉冶炼,加热轧制,回火及硬度检验。本发明方法生产的钢板具有良好的强韧性匹配,同时又不降低厚板的焊接性能;并且具有优良的加工性能、抛光性、耐腐蚀及耐磨性,目前主要用于尺寸较大和形状复杂、精度要求较高的模具上。

Description

ー种合金塑料模具钢板及其生产方法
技术领域
[0001] 本发明涉及ー种合金塑料模具钢板,同时还涉及该合金塑料模具钢板的生产方法,属于合金钢制造技术领域。
背景技术
[0002] 传统塑料模具钢具有高合金含量所帯来的成本较高、エ艺流程长等缺点。国内塑料模具钢行业用钢多来自进ロ或国内生产的变通钢种,牌号如日本的NAK80、瑞典的718、美国的P20等,合金含量较高,钢板成本价格上升。且上述几种进ロ钢价格普遍很高。
[0003] 随着塑料模具钢加工行业的迅猛发展,模具制造业对其材料要求:ー是材料的高质量,ニ是材料的低成本。但由于市场上提供的钢板交货期较长、材料板宽较窄、价格偏高规格范围较窄,无法满足竞争日益激烈的模具钢加工行业的需求。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供ー种合金塑料模具钢板,以解决目前该类钢板生产成本偏高的问题。
[0005] 同时,本发明的目的还在于提供ー种合金塑料模具钢板的生产方法,以解决目前该类钢板板宽较窄、交货期较长的问题。
[0006] 为了实现上述目的,本发明的技术方案在于采用了 ー种合金塑料模具钢板,由以下重量百分含量的化学成分组成:C0. 30-0. 50 %, SiO. 20-0. 50 %, MnO. 80-1. 80 %,P ^ 0.02 %, S ^ 0. 01 %, MoO. 10-0. 50 %, B0. 001-0. 003 %, Crl. 40-2. 00 %,TiO. 015-0. 04%, V0. 01-0. 04%,余量为Fe及不可避免的杂质。
[0007] 本发明的中碳合金塑料模具钢采用Cr-Mo-V-B系微合金元素复合强化,经过合理的热处理工艺,获得良好的强韧性匹配,同时又不降低厚板的焊接性能。所述的钢厚度为20-200mm。本发明中,C含量在0. 30-0. 50%之间,C对模具钢的硬度影响很大,是钢的主要強化元素;Si含量在0. 20-0. 50%之间,Si主要以固溶強化形式提高钢的強度,但不可含量过高,以免降低钢的韧性;Mn含量选择在0. 80-1. 80% ,Mn主要起固溶强化和降低相变温度提高钢板強度的作用,能显著提高钢的淬透性,随Mn含量的増加,钢板的強度显著提高,塑性和低温冲击韧性略有下降;Cr含量在I. 40-2. 00%,Cr能增加奥氏体过冷能力,降低马氏体和贝氏体的转变温度,空冷状态下促进贝氏体的形成,另外当Cr含量彡I. 50%时还可以提高钢板耐大气腐蚀性能;Mo含量0. 10-0. 50%, B含量0. 001-0. 003%,适量的Mo和B能显著增加钢的淬透性,推迟过冷奥氏体向珠光体转变,通过Mo和B的复合添加,基本可以消除钢中珠光体的生成;Cr、Mo含量低于国外同类钢种,既满足钢板硬度性能需求,又起到节约合金,降低成本的作用;V含量0.01-0. 04%, V具有较高的析出強化作用,用来提高钢的强度Ji含量为0. 015-0. 04%, Ti是强烈的固N元素,细小的TiN粒子可有效地阻碍钢在加热时的奥氏体晶粒长大;低的P、S含量是为了保证钢质纯净。
[0008] 同时,本发明的技术方案还在于米用了ー种合金塑料模具钢板的生产方法,包括以下步骤:
[0009] (I)冶炼步骤:采用超高功率电炉冶炼,选取优质钢种,熔化期采用大渣量流渣操作,真空脱碳;然后送入LF精炼炉内进行精炼,快速脱氧,根据脱S情況,微调Mn、Mo、Cr、V含量,吊包前调Ti、B ;
[0010] (2)加热轧制步骤:
[0011] 加热:加热制度按II组钢加热エ艺执行,钢坯在连续炉加热,加热温度1200-1270°C,加热速度 10-12cm/min ;
[0012] 轧制、晾钢:采用了 I型轧制エ艺,即奥氏体再结晶区控制轧制。选择高温低速、大压下轧制,终轧温度< 950°C,以尽量減少奥氏体晶粒尺寸长大;
[0013] 所述钢坯需温清温送温装,避免钢锭表面炸裂;轧制后不浇水,进行自然状态下空冷冷却,严禁热堆垛,通过合金成分上的调节,可以在空冷状态下获得贝氏体组织,获得较理想的原始硬度,以备通过回火调整硬度区间;
[0014] (3)回火及硬度检验步骤:回火温度为480-570°C,保温系数为4-5min/mm,现场逐张钢板里氏硬度计检验,检验能代表整张钢板硬度均匀性能的5个部位(钢板4个角部与中心5个位置),最终获得相一致的硬度区间280-340HB,判定成品硬度性能合格。
[0015] 采用本发明方法生产的钢板,硬度> 280HB,整板硬度均匀性良好,内部组织致密,钢质纯净,板型良好,不平度为< 7mm/m,可減少制作方的制作钢板矫平费用50元/吨;规 格范围广,厚度20-200mm ;并且材料均采用预硬化交货,无须再进行热处理可直接加工使用,減少了用户工作強度,节约了工时;由于本发明钢有优良的加工性能、抛光性、耐腐蚀及耐磨性,目前用于尺寸较大和形状复杂、精度要求较高的模具上;其轧制エ艺简单,成本较低,交货期短,易于操作,成材率高,适合于所有厚板厂生产。
具体实施方式
[0016] 实施例I
[0017] 本实施例的合金塑料模具钢各成分的重量百分含量组成为:C0. 35%, SiO. 38%,Mnl. 15%, PO. 012%, SO. 003%, MoO. 12%、、Crl. 51%, VO. 018%, BO. 0018%, TiO. 025%,
余量为Fe及不可避免的夹杂。
[0018] 本实施例的合金塑料模具钢的生产方法如下:
[0019] (I)冶炼步骤:采用超高功率电炉冶炼,选取优质钢种,熔化期采用大渣量流渣操作,真空脱碳;然后送入LF精炼炉内进行精炼,快速脱氧,根据脱S情況,微调Mn、Mo、Cr、V含量,吊包前调Ti、B ;
[0020] (2)加热轧制步骤:
[0021] 加热:加热制度按II组钢加热エ艺执行,钢坯在连续炉加热,加热温度1200-1270°C,加热速度 10-12cm/min ;
[0022] 轧制、晾钢:采用了 I型轧制エ艺,即奥氏体再结晶区控制轧制。选择高温低速、大压下轧制,终轧温度< 950°C,以尽量减少奥氏体晶粒尺寸长大。300mm厚连铸坯轧成50mm钢板,压缩比为6;
[0023] 轧制后不浇水,进行自然状态下空冷冷却,严禁热堆垛,通过合金成分上的调节,可以在空冷状态下获得贝氏体组织,获得较理想的原始硬度,以备通过回火调整硬度区间;
[0024] (3)回火及硬度检验步骤:回火温度为480-570 °C,保温系数为4-5min/mm,现场逐张钢板里氏硬度计检验,检验能代表整张钢板硬度均匀性能的5个部位(钢板4个角部与中心5个位置),最终获得相一致的硬度区间280-340HB,判定成品硬度性能合格。
[0025] 本实施例方法生产的钢板的性能參数为:探伤JB/T4730. 3-2005 I级合格,整板5点硬度性能:329HB、325HB、331HB、330HB、328HB,整板硬度平均值 329HB。
[0026] 实施例2
[0027] 本实施例的合金塑料模具钢各成分的重量百分含量组成为:C0. 39%, SiO. 38%,Mnl. 22%, PO. 0012%, SO. 002%, MoO. 20%, Crl. 60%, VO. 020%, BO. 0018%, TiO. 024%,
余量为Fe及不可避免的夹杂。
[0028] 本实施例的合金塑料模具钢的生产方法除轧制步骤中是将300mm厚连铸坯轧成150mm钢板(压缩比为2)夕卜,其他步骤同实施例I中的步骤。
[0029] 本实施例方法生产的钢板的性能參数为:探伤JB/T4730. 3-2005 I级合格,整板5点硬度性能:317HB、323HB、324HB、320HB、328HB,整板硬度平均值 322HB。
[0030] 实施例3
[0031] 本实施例的合金塑料模具钢各成分的重量百分含量组成为:C0. 30%, SiO. 20%,MnO. 80%, PO. 0012%, SO. 002%, MoO. 10%, Crl. 40%, V0. 010%, B0. 0010%, TiO. 015%,
余量为Fe及不可避免的夹杂。
[0032] 本实施例的合金塑料模具钢的生产方法除轧制步骤中是将300mm厚连铸坯轧成200_钢板(压缩比为I. 5)タト,其他步骤同实施例I中的步骤。
[0033] 本实施例方法生产的钢板的性能參数为:探伤SEL072-77 III级合格,整板5点硬度性能:311HB、309HB、307HB、312HB、315HB,整板硬度平均值 311HB。
[0034] 实施例4
[0035] 本实施例的合金塑料模具钢各成分的重量百分含量组成为:C0. 50%, SiO. 50%,Mnl. 80%,PO. 0012%, SO. 003%,Mo0. 50%,Cr2. 00%, V0. 04%,B0. 003%, TiO. 04%,余量
为Fe及不可避免的夹杂。
[0036] 本实施例的合金塑料模具钢的生产方法除轧制步骤中是将300mm厚连铸坯轧成20mm钢板(压缩比为15)夕卜,其他步骤同实施例I中的步骤。
[0037] 本实施例方法生产的钢板的性能參数为:探伤JB/T4730. 3-2005 I级合格,整板5点硬度性能:317HB、323HB、324HB、320HB、328HB,整板硬度平均值 322HB。
[0038] 最后所应说明的是:以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管參照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。、

Claims (4)

1. 一种合金塑料模具钢板,其特征在于:由以下重量百分含量的化学成分组成: C 0. 35-0. 50 %、Si 0. 38-0. 50 %, Mn I. 15-1. 80 %, P ^ 0. 02 %, S ^ 0. 01 %, Mo0. 12-0. 50%,B 0. 0018-0. 003%,Cr I. 51-2. 00%,Ti 0. 024-0. 04%,V 0. 018-0. 04%,余量为Fe及不可避免的杂质;所述合金塑料模具钢板的生产方法包括以下步骤: (1)冶炼步骤:采用超高功率电炉冶炼,选取优质钢种,熔化期采用大渣量流渣操作,真空脱碳;然后送入LF精炼炉内进行精炼,快速脱氧,根据脱S情况,微调Mn、Mo、Cr、V含量,吊包前调Ti、B ; (2)加热轧制步骤:钢坯在连续炉加热,加热温度1200-1270°C,加热速度10-12cm/min ;采用I型控制轧制,即奥氏体再结晶区控制轧制,选择高温低速、大压下轧制,终轧温度< 950°C,以尽量减少奥氏体晶粒尺寸长大; (3)回火及硬度检验步骤:回火温度为480-570°C,保温系数为4-5min/mm,现场硬度检验,得合格的成品。
2.根据权利要求I所述的一种合金塑料模具钢板,其特征在于:所述的钢厚度为20-200mm,钢板切头尾不切两纵边,毛边交货。
3. —种如权利要求I所述的合金塑料模具钢板的生产方法,其特征在于:所述生产方法包括以下步骤: (1)冶炼步骤:采用超高功率电炉冶炼,选取优质钢种,熔化期采用大渣量流渣操作,真空脱碳;然后送入LF精炼炉内进行精炼,快速脱氧,根据脱S情况,微调Mn、Mo、Cr、V含量,吊包前调Ti、B ; (2)加热轧制步骤:钢坯在连续炉加热,加热温度1200-1270°C,加热速度10-12cm/min ;采用I型控制轧制,即奥氏体再结晶区控制轧制,选择高温低速、大压下轧制,终轧温度< 950°C,以尽量减少奥氏体晶粒尺寸长大; (3)回火及硬度检验步骤:回火温度为480-570°C,保温系数为4-5min/mm,现场硬度检验,得合格的成品。
4.根据权利要求3所述的一种合金塑料模具钢板的生产方法,其特征在于:步骤(2)中所述轧制后钢板需单独晾钢冷却。
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