CN110484829A - 一种高速钢钢板及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高速钢钢板及其生产方法，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：1.4～1.6%、Si：0.35～0.55%、P≤0.025%、S≤0.025%、Mn：0.3～1.0%、V：3.1～3.5%，N：0.020～0.035%，余量为Fe和不可避免的杂质；所述生产方法包括轧制、热处理工序。本发明高速钢钢板采用C‑V‑N系高合金元素复合强化，通过优化热处理工艺保证钢板性能以及提高冲击韧性，获得良好的强韧性匹配，可以替代60MnSiCr4、90MnCrV8；高速钢钢板机械性能、加工性能良好，压铸性能优异，满足压铸模具、支撑工具、模架需高硬度大型模具生产需要。

Description

一种高速钢钢板及其生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种高速钢钢板及其生产方法。
背景技术
我国合金工具模具行业发展迅速，总产量增长明显，国产模具总产量仅次于美国，已经跃居世界第二位，成为名符其实的模具大国。能有如此成就主要源于我国凭借着得天独厚的广阔市场以及相对低廉的资源与劳动力优势，已非常明显的性价比在国际压铸件贸易市场中占据着较大优势，依据形势来看，未来我国压铸行业发展前景十分广阔。
虽然我国的工具钢有了重大的突破。但是其国际知名度排位仍然靠后，即便产量日益攀升，但是大多数压铸模具仅供于国内的需求、尤其是工艺成本与性能之间矛盾逐渐加深。由于技术的制约使得质量难以突破，同时国内的一些大型需求企业也频频向国外的压铸模具企业伸出橄榄枝，严重的贸易逆差使得国内压铸企业举步维艰。
为了加快工具钢的市场占有率，对高速钢钢板的生产方法进行研究，优化成分设计，降低生产成本、提高产品质量，以产顶进实现国产化，将具有良好的市场前景。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高速钢钢板及其生产方法。该发明生产的高速钢钢板机械性能、加工性能良好，压铸性能优异，满足压铸模具、支撑工具、冷作高速钢需要。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种高速钢钢板，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：1.4～1.6%、Si：0.35～0.55%、P≤0.025%、S≤0.025%、Mn：0.3～1.0%、V：3.1～3.5%、N：0.020～0.035%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述钢板厚度为12～30mm，钢板组织类型为回火马氏体+铁素体。
本发明所述钢板屈服强度Rp0.2≥1000MPa，抗拉强度Rm≥1500MPa，20℃纵向冲击AKV≥17J，表面硬度：350～450HB。
本发明还提供了一种高速钢钢板的生产方法，所述生产方法包括轧制、热处理工序；所述热处理工序，采用淬火+回火方式进行热处理，淬火温度1120～1200℃、保温时间1.2～1.6min/mm然后油冷，回火温度180～220℃、保温时间3～4.5min/mm。
本发明所述热处理工序，淬火工艺为，先在800～850℃预热、保温30～50min，然后在5～15min内加热到淬火温度。
本发明所述热处理工序，回火工艺为，钢板淬火后1～5h进行回火。
本发明所述热处理工序，钢板淬火的介质为水和煤油的混合物，其煤油占重量比为50～65%。
本发明所述轧制工序，采用热轧生产，开轧温度为980～1050℃，终轧温度为850～900℃，轧制后不浇水。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明高速钢钢板采用C-V-N系高合金元素复合强化，碳含量在1.4～1.6%利于提高钢的强度和耐磨性，适量的V能显著增加钢的淬透性，推迟过冷奥氏体向珠光体转变，并形成纳米级颗粒在晶界内析出，细化组织晶粒度，通过优化热处理工艺保证钢板性能以及提高冲击韧性，获得良好的强韧性匹配，可以替代60MnSiCr4、90MnCrV8；不采用W、Mo等贵合金，降低生产成本，给制造和使用部门带来更大效益。2、本发明高速钢钢板厚度为12～30mm，钢板组织类型为回火马氏体+铁素体；钢板屈服强度Rp0.2≥1000MPa、抗拉强度Rm≥1500MPa，20℃纵向冲击AKV≥17J，表面硬度：350～450HB。3、本发明生产的高速钢钢板机械性能、加工性能良好，压铸性能优异，满足压铸模具、支撑工具、模架需高硬度大型模具生产需要。
附图说明
图1为实施例1高速钢钢板的显微组织图（100X），100ｕm；
图2为实施例2高速钢钢板的显微组织图（100X），100ｕm；
图3为实施例3高速钢钢板的显微组织图（100X），100ｕm；
图4为实施例4高速钢钢板的显微组织图（100X），100ｕm；
图5为实施例5高速钢钢板的显微组织图（100X），100ｕm；
图6为实施例6高速钢钢板的显微组织图（100X），100ｕm；
图7为实施例7高速钢钢板的显微组织图（100X），100ｕm；
图8为实施例8高速钢钢板的显微组织图（100X），100ｕm。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细地说明。
实施例1
本实施例145V33高速钢钢板的厚度为12mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例145V33高速钢钢板的生产方法包括轧制和热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）轧制工序：采用热轧生产，开轧温度为980℃，终轧温度为850℃，轧制后不浇水；
（2）热处理工序：采用淬火+回火方式进行热处理，淬火工艺为，先在800℃预热、保温30min，然后在5min内加热到淬火温度1120℃、保温时间1.2min/mm然后油冷；回火工艺为，钢板淬火后1h进行回火，回火温度180℃、保温时间3min/mm；钢板淬火的介质为水和煤油的混合物，其煤油占重量比为50%。
本实施例145V33高速钢钢板的组织类型为回火马氏体+铁素体，高速钢钢板的显微组织图见图1；力学性能见表2。
实施例2
本实施例145V33高速钢钢板的厚度为18mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例145V33高速钢钢板的生产方法包括轧制和热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）轧制工序：采用热轧生产，开轧温度为1010℃，终轧温度为870℃，轧制后不浇水；
（2）热处理工序：采用淬火+回火方式进行热处理，淬火工艺为，先在820℃预热、保温39min，然后在7min内加热到淬火温度1160℃、保温时间1.3min/mm然后油冷；回火工艺为，钢板淬火后2h进行回火，回火温度200℃、保温时间3.5min/mm；钢板淬火的介质为水和煤油的混合物，其煤油占重量比为52%。
本实施例145V33高速钢钢板的组织类型为回火马氏体+铁素体，高速钢钢板的显微组织图见图2；力学性能见表2。
实施例3
本实施例145V33高速钢钢板的厚度为21mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例145V33高速钢钢板的生产方法包括轧制和热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）轧制工序：采用热轧生产，开轧温度为1020℃，终轧温度为880℃，轧制后不浇水；
（2）热处理工序：采用淬火+回火方式进行热处理，淬火工艺为，先在830℃预热、保温42min，然后在9min内加热到淬火温度1180℃、保温时间1.45min/mm然后油冷；回火工艺为，钢板淬火后3h进行回火，回火温度200℃、保温时间3.8min/mm；钢板淬火的介质为水和煤油的混合物，其煤油占重量比为57%。
本实施例145V33高速钢钢板的组织类型为回火马氏体+铁素体，高速钢钢板的显微组织图见图3；力学性能见表2。
实施例4
本实施例145V33高速钢钢板的厚度为24mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例145V33高速钢钢板的生产方法包括轧制和热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）轧制工序：采用热轧生产，开轧温度为1040℃，终轧温度为880℃，轧制后不浇水；
（2）热处理工序：采用淬火+回火方式进行热处理，淬火工艺为，先在840℃预热、保温43min，然后在7min内加热到淬火温度1180℃、保温时间1.5min/mm然后油冷；回火工艺为，钢板淬火后2h进行回火，回火温度210℃、保温时间4min/mm；钢板淬火的介质为水和煤油的混合物，其煤油占重量比为57%。
本实施例145V33高速钢钢板的组织类型为回火马氏体+铁素体，高速钢钢板的显微组织图见图4；力学性能见表2。
实施例5
本实施例145V33高速钢钢板的厚度为28mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例145V33高速钢钢板的生产方法包括轧制和热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）轧制工序：采用热轧生产，开轧温度为990℃，终轧温度为870℃，轧制后不浇水；
（2）热处理工序：采用淬火+回火方式进行热处理，淬火工艺为，先在850℃预热、保温48min，然后在12min内加热到淬火温度1190℃、保温时间1.55min/mm然后油冷；回火工艺为，钢板淬火后3h进行回火，回火温度210℃、保温时间4.2min/mm；钢板淬火的介质为水和煤油的混合物，其煤油占重量比为62%。
本实施例145V33高速钢钢板的组织类型为回火马氏体+铁素体，高速钢钢板的显微组织图见图5；力学性能见表2。
实施例6
本实施例145V33高速钢钢板的厚度为30mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例145V33高速钢钢板的生产方法包括轧制和热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）轧制工序：采用热轧生产，开轧温度为1050℃，终轧温度为900℃，轧制后不浇水；
（2）热处理工序：采用淬火+回火方式进行热处理，淬火工艺为，先在850℃预热、保温50min，然后在15min内加热到淬火温度1200℃、保温时间1.6min/mm然后油冷；回火工艺为，钢板淬火后5h进行回火，回火温度215℃、保温时间4.5min/mm；钢板淬火的介质为水和煤油的混合物，其煤油占重量比为65%。
本实施例145V33高速钢钢板的组织类型为回火马氏体+铁素体，高速钢钢板的显微组织图见图6；力学性能见表2。
实施例7
本实施例145V33高速钢钢板的厚度为15mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例145V33高速钢钢板的生产方法包括轧制和热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）轧制工序：采用热轧生产，开轧温度为1030℃，终轧温度为860℃，轧制后不浇水；
（2）热处理工序：采用淬火+回火方式进行热处理，淬火工艺为，先在810℃预热、保温35min，然后在10min内加热到淬火温度1150℃、保温时间1.25min/mm然后油冷；回火工艺为，钢板淬火后4h进行回火，回火温度220℃、保温时间3.2min/mm；钢板淬火的介质为水和煤油的混合物，其煤油占重量比为55%。
本实施例145V33高速钢钢板的组织类型为回火马氏体+铁素体，高速钢钢板的显微组织图见图7；力学性能见表2。
实施例8
本实施例145V33高速钢钢板的厚度为20mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例145V33高速钢钢板的生产方法包括轧制和热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）轧制工序：采用热轧生产，开轧温度为1000℃，终轧温度为890℃，轧制后不浇水；
（2）热处理工序：采用淬火+回火方式进行热处理，淬火工艺为，先在825℃预热、保温32min，然后在8min内加热到淬火温度1130℃、保温时间1.35min/mm然后油冷；回火工艺为，钢板淬火后5h进行回火，回火温度190℃、保温时间3.6min/mm；钢板淬火的介质为水和煤油的混合物，其煤油占重量比为60%。
本实施例145V33高速钢钢板的组织类型为回火马氏体+铁素体，高速钢钢板的显微组织图见图8；力学性能见表2。
表1实施例1-8 145V33高速钢钢板化学成分组成及其质量百分含量（%）
表1中成分余量为Fe和不可避免的杂质。
表2 实施例1-8 145V33高速钢钢板的力学性能
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参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 (8)

1.一种高速钢钢板，其特征在于，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：1.4～1.6%、Si：0.35～0.55%、P≤0.025%、S≤0.025%、Mn：0.3～1.0%、V：3.1～3.5%、N：0.020～0.035%，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种高速钢钢板，其特征在于，所述钢板厚度为12～30mm，钢板组织类型为回火马氏体+铁素体。
3.根据权利要求1所述的一种高速钢钢板，其特征在于，所述钢板屈服强度Rp0.2≥1000MPa，抗拉强度Rm≥1500MPa，20℃纵向冲击AKV≥17J，表面硬度：350～450HB。
4.基于权利要求1-3任意一项所述的一种高速钢钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括轧制、热处理工序；所述热处理工序，采用淬火+回火方式进行热处理，淬火温度1120～1200℃、保温时间1.2～1.6min/mm，然后油冷，回火温度180～220℃、保温时间3～4.5min/mm。
5.根据权利要求4所述的一种高速钢钢板的生产方法，其特征在于，所述热处理工序，淬火工艺为，先在800～850℃预热、保温30～50min，然后在5～15min内加热到淬火温度。
6.根据权利要求4所述的一种高速钢钢板的生产方法，其特征在于，所述热处理工序，回火工艺为，钢板淬火后1～5h进行回火。
7.根据权利要求4-6任意一项所述的一种高速钢钢板的生产方法，其特征在于，所述热处理工序，钢板淬火的介质为水和煤油的混合物，其煤油占重量比为50～65%。
8.根据权利要求4-6任意一项所述的一种高速钢钢板的生产方法，其特征在于，所述轧制工序，采用热轧生产，开轧温度为980～1050℃，终轧温度为850～900℃，轧制后不浇水。
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