CN110396648B - 一种连铸坯生产特厚合金模具钢板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种连铸坯生产特厚合金模具钢板及其制造方法,该钢板以Fe为基础元素,且包含如下质量百分比的化学成分C:0.35~0.45%,Si:0.20~0.40%,Mn:1.30~1.60%,P:≤0.020%,S:≤0.010%,Cr:1.80~2.00%,Mo:0.15~0.25%,Al:0.01~0.05%,Ni:≤0.30%,Cu:≤0.25%,B:0.002%及不可避免的杂质元素;碳当量≥0.98。钢板厚度>200‑300mm。生产工艺采用450mm厚连铸坯生产,生产厚度为200‑300mm,通过合适的成分设计、加热方式、尤其是一种创新型的“差温+大压下”轧制工艺,以及热处理制度得到高探伤要求的特厚合金模具钢,探伤满足ф2.0mm缺陷当量以下,处于国内高探伤质量模具钢先进水平,同时钢板硬度均匀,夹杂物低,综合切割加工性能优良。
Description
技术领域
本发明涉及一种油膜轴承密封结构,具体涉及一种用在板材轧机的支撑辊上的油膜轴承密封结构。属于钢材轧制加工技术领域。
背景技术
目前,厚规格合金模具钢一般均采用模铸钢锭、锻造坯、甚至复合坯来生产,但成材率低,成本高,直接采用357/450mm连铸坯来生产,是提高成材率,降低成本的最好办法。但是传统的连铸坯大压下轧制工艺,也会因压缩比小,内部疏松、偏析严重,探伤合格率波动较大,生产成本也随之上升。如何在现有大压下轧制的基础上,优化创新出一种新的轧制方法,来更进一步地提高压下渗透,逐渐成为新的研究课题。
基于以上现有技术,申请人提出一种连铸坯生产特厚合金模具钢板及其制造方法,采用450mm连铸坯生产,在合理的成分设计、加热方式的基础上,通过一种“差温+大压下”轧制工艺,最终生产出高探伤质量的特厚合金模具钢,其生产步骤包括生产厚度为>200-300mm的合金模具钢板,钢板探伤缺陷<ф2.0mm当量要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种连铸坯生产特厚合金模具钢板及其制造方法,大大提高了连铸坯生产合金模具钢板的探伤合格率,从而降低批量规模生产时的生产成本。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为:一种连铸坯生产特厚合金模具钢板,该钢板以Fe为基础元素,且包含如下质量百分比的化学成分C:0.35~0.45%,Si:0.20~0.40%,Mn:1.30~1.60%,P:≤0.020%,S:≤0.010%,Cr:1.80~2.00%,Mo:0.15~0.25%,Al:0.01~0.05%,Ni:≤0.30%,Cu:≤0.25%,B:0.002%及不可避免的杂质元素;碳当量≥0.98。钢板厚度>200-300mm。
上述厚度的一种连铸坯生产特厚合金模具钢板的制造方法,步骤如下:
(1)连铸:精准控制钢中合金元素,原料采用BOF冶炼、LF精炼、RH精炼,其中BOF提前吹氧助熔、控制流渣和换渣操作,降低P、S含量;RH精炼后H含量<0.8ppm,随后连铸机利用中间包感应加热技术,以低过热度、0.1m/min恒速、动态轻压下9~10mm浇铸出450mm厚连铸坯,并对铸坯加罩堆缓冷,缓冷时间≥72小时。
(2)加热:缓冷后铸坯采用步进式连续炉加热,加热速率10~15cm/min;其中预热段温度范围650~900℃,预热段时间约2h;加热一段温度范围1000~1180℃,加热一段时间约2h;加热二段温度范围1200~1220℃,均热段温度范围1200~1220℃;加热二段和均热段总时间约4~5h,总加热时间约8~9h,出钢温度范围1160~1180℃。
(3)轧制:轧制采用一种“差温+大压下轧制”,开轧温度1050~1150℃,道次数量4道次,单道次压下最大为60~63m,在第1、2、3道次时通过中间水冷方式,对铸坯进行浇水冷却,使其表面温度由1100℃左右降低至900℃左右,形成表芯温度梯度,提高轧制压下渗透,压合内部疏松。
(4)热处理:优选台车炉对钢板进行正火+回火,正火温度850~900℃,保温时间2~4min/mm;回火温度550~650℃,保温时间3~5min/mm,热处理后即得成品钢板。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
1、本发明涉及一种探伤要求的特厚合金模具钢板,采用450mm厚连铸坯生产,生产厚度为200~300mm,探伤满足ф2.0mm缺陷当量以下,处于国内高探伤质量模具钢先进水平,同时钢板硬度均匀,夹杂物低,综合切割加工性能优良。
2、本发明连铸过程中利用中间包感应加热技术,实现低过热度、0.1m/min恒拉速浇铸、动态轻压下9~10mm,实现连铸坯低倍质量的满足。
3、本发明采用一种“差温+大压下轧制”,通过中间冷却,使表芯温度形成100~200℃的温度梯度,相同的大压下情况下,更提高了轧制压下渗透,从而压合内部疏松,保证成材钢板的高探伤要求。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
本实施例涉及的适于特厚合金模具钢板的厚度为260mm,其化学成分按质量百分比计为::C:0.40%,Si:0.25%,Mn:1.55%,P:0.009%,S:0.0018%,Cr:1.93%,Mo:0.22%,Al:0.03%,Ni:0.02%,Cu:0.02%,B:0.0003%,余量为Fe及不可避免的杂质元素,碳当量1.07。
该260mm厚的特厚合金模具钢板采用如下工艺制备:
(1)连铸:精准控制钢中合金元素,原料采用BOF冶炼、LF精炼、RH精炼,其中BOF提前吹氧助熔、控制流渣和换渣操作,降低P、S含量;RH精炼后H含量<0.8ppm,随后连铸机利用中间包感应加热技术,以低过热度、0.1m/min恒速、动态轻压下9~10mm浇铸出450mm厚连铸坯,并对铸坯加罩堆缓冷,缓冷时间≥72小时。
(2)加热:缓冷后铸坯采用步进式连续炉加热,加热速率约15cm/min;其中预热段温度范围650~900℃,预热段时间2h;加热一段温度范围1000~1180℃,加热一段时间2h;加热二段温度范围1200~1220℃,均热段温度范围1200~1220℃;加热二段和均热段总时间5h,总加热时间9h,出钢温度范围1180℃。
(3)轧制:粗轧采用“差温+大压下轧制”,开轧温度1080℃,道次数量4道次,单道次压下依次为最大20mm、45mm、60mm、63mm。在第1、2、3道次时通过中间水冷方式,对铸坯进行浇水冷却,使其表面温度分别由1100℃降低至910℃左右,1个回来为1次浇水,每道次浇水2次,共4个来回,保证冷却均匀性,降温后快速进轧机轧制,第4道次结束完成所有轧制。
(4)热处理:使用台车炉对钢板进行正火+回火,正火温度880℃,保温时间2.5min/mm;回火温度560℃,保温时间3.5min/mm,热处理后即得260mm厚钢板成品。
经由上述制造工艺制得的260mm厚的钢板,整板探伤缺陷<ф2.0mm缺陷当量,同时钢板硬度均匀,夹杂物低,综合切割加工性能优良,其主要性能详见表1。
表1实施例1制造的260mm厚合金模具钢板的硬度及探伤指标
钢板厚度mm | 表面硬度(HRC) | 芯部硬度(HRC) | 探伤级别 |
260 | 33.3 | 33 | <ф2.0mm缺陷当量 |
实施例2
本实施例涉及的适于特厚合金模具钢板的厚度为300mm,其化学成分按质量百分比计为C:0.41%,Si:0.26%,Mn:1.57%,P:0.010%,S:0.0019%,Cr:1.95%,Mo:0.24%,Al:0.028%,Ni:0.02%,Cu:0.02%,B:0.00028%,余量为Fe及不可避免的杂质元素,碳当量1.1。
该300mm厚的特厚合金模具钢板采用如下工艺制备:
(1)连铸:精准控制钢中合金元素,原料采用BOF冶炼、LF精炼、RH精炼,其中BOF提前吹氧助熔、控制流渣和换渣操作,降低P、S含量;RH精炼后H含量<0.8ppm,随后连铸机利用中间包感应加热技术,以低过热度、0.1m/min恒速、动态轻压下9~10mm浇铸出450mm厚连铸坯,并对铸坯加罩堆缓冷,缓冷时间≥72小时。
(2)加热:缓冷后铸坯采用步进式连续炉加热,加热速率约15cm/min;其中预热段温度范围650~900℃,预热段时间2h;加热一段温度范围1000~1180℃,加热一段时间2h;加热二段温度范围1200~1220℃,均热段温度范围1200~1220℃;加热二段和均热段总时间约5h,总加热时间9h,出钢温度范围1190℃。
(3)轧制:粗轧采用“差温+大压下轧制”,开轧温度1080℃,道次数量3道次,单道次压下依次为最大23mm、60mm、63mm。在第1、2、3道次时通过中间水冷方式,对铸坯进行浇水冷却,使其表面温度分别由1100℃降低至900℃左右,1个回来为1次浇水,每道次浇水2次,共4个来回,保证冷却均匀性,降温后快速进轧机轧制,第4道次结束完成所有轧制。
(4)热处理:使用台车炉对钢板进行正火+回火,正火温度890℃,保温时间2.6min/mm;回火温度570℃,保温时间3.8min/mm,热处理后即得300mm厚钢板成品。
经由上述制造工艺制得的300mm厚的钢板,整板探伤缺陷<ф2.0mm缺陷当量,同时钢板硬度均匀,夹杂物低,综合切割加工性能优良,其主要性能详见表2。
表2实施例2制造的300mm厚合金模具钢板的硬度及探伤指标
钢板厚度mm | 表面硬度(HRC) | 芯部硬度(HRC) | 探伤级别 |
300 | 32.6 | 32.1 | <ф2.0mm缺陷当量 |
除上述实施例外,本发明还包括有其他实施方式,凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案,均应落入本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种连铸坯生产特厚合金模具钢板的制造方法,其特征在于:该钢板以Fe为基础元素,且包含如下质量百分比的化学成分C:0.35~0.45%,Si:0.20~0.40%,Mn:1.30~1.60%,P:≤0.020%,S:≤0.010%,Cr:1.80~2.00%,Mo:0.15~0.25%,Al:0.01~0.05%,Ni:≤0.30%,Cu:≤0.25%,B:0.002%及不可避免的杂质元素;碳当量≥0.98,钢板厚度为200-300mm;
所述方法包括以下步骤:
(1)连铸:原料采用BOF冶炼、LF精炼、RH精炼,随后通过连铸机浇铸出连铸坯,并对铸坯加罩堆缓冷,缓冷时间≥72小时,在连铸时利用中间包感应加热技术,以低过热度、0.1m/min恒速、动态轻压下9~10mm浇铸出450mm厚连铸坯;
(2)加热:缓冷后铸坯采用步进式连续炉加热,加热速率10~15cm/min总加热时间8~9h,出钢温度范围1160~1180℃;采用步进式连续炉加热时预热段温度范围650~900℃,预热段时间2h;加热一段温度范围1000~1180℃,加热一段时间2h;加热二段温度范围1200~1220℃,均热段温度范围1200~1220℃;加热二段和均热段总时间4~5h;
(3)轧制:轧制采用“差温+大压下轧制”方式,开轧温度1050~1150℃,道次数量4道次,单道次压下为60~63mm,在第1、2、3道次时通过中间水冷方式,对铸坯进行浇水冷却,使其表面温度由1100℃降低至900℃,形成表芯温度梯度,提高轧制压下渗透,压合内部疏松;
(4)热处理:台车炉对钢板进行正火+回火,正火温度850~900℃,保温时间2~4min/mm;回火温度550~650℃,保温时间3~5min/mm,热处理后即得成品钢板。
2.根据权利要求1所述的一种连铸坯生产特厚合金模具钢板的制造方法,其特征在于:所述模具钢板的表面硬度和芯部硬度接近,HRC>32,探伤级别<ф2.0mm缺陷当量。
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GR01 | Patent grant | ||
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