CN110640059B - 模具用大型模块的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种模具用大型模块的制造方法。该方法以钢锭为原料，包括如下工序：加热、锻造、热处理；其中，所述锻造工序依次包括如下子工序：第一次镦拔、第一次回炉保温、第二次镦拔、第二次回炉保温、锻造成材；所述第一次镦拔子工序包括：第一次镦粗处理、第一次拔长处理、以及以钢锭轴心为轴将所述第一次拔长处理后的扁坯翻转90度后进行第二次拔长处理。本申请采用“走扁方”锻造工艺，只需要2镦2拔即可完成锻造成型，探伤满足SEP1921‑D/d，采用优选的工艺还可满足更严格的SEP1921‑E/e要求，生产成本减少了约500元/吨，即保证了探伤合格、又缩短了生产时间和能源消耗。

Description

模具用大型模块的制造方法
技术领域
本发明涉及一种模具用大型模块的制造方法，属于材料热加工领域。
背景技术
随着国内汽车和家电行业的迅速发展，市场对模具钢的需求量也越来越大，很多模具钢生产厂家都在开发和生产模具钢以求抢占市场份额。近年来模具钢市场需求的模块尺寸也逐渐变大，模块厚度为700-800毫米，宽度为1200-1300毫米，长度大于2300-2400mm，模块成品单件重量约22吨，模块硬度和探伤质量要求都在逐步加严，对模具钢生产厂家提出了更多挑战，如何在现有装备及生产成本的限制下生产出大规格、高品质的模具钢模块便成了生产厂家需要关注的重点。
现有技术中存在如下的缺陷和不足：
1)对于大型模块(厚度700-800毫米、宽度1200-1300毫米，长度大于2300-2400毫米，成品单重约22吨)，探伤要满足SEP1921-E/e要求，如果采用30吨钢锭生产，在45MN快锻机上锻造时，由于45MN快锻机压力不足，不能采用900毫米宽砧进行锻造，只能采用700毫米宽砧锻造，当采用传统的镦拔锻造工艺，需要3镦3拔才能保证探伤合格，工序复杂、成本高；如果采用常规的2镦2拔使其达到所需尺寸，则面临不容易锻透、成材率低等问题，探伤无法满足SEP1921-E/e要求。
2)此种大型模块，技术要求模块硬度为190-240HBW，其他厂家采用淬火+回火以达到硬度要求，淬火开裂风险高达20％，并且模块心部无法淬透、表面和心部硬度不均匀。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种模具用大型模块的制造方法，采用“走扁方”锻造工艺，只需要2镦2拔即可完成锻造成型，探伤满足SEP1921-E/e要求，既保证了探伤合格、提高了成材率、又缩短了生产时间和能源消耗。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种模具用大型模块的制造方法，以钢锭为原料，包括如下工序：加热、锻造、热处理；其中，所述锻造工序依次包括如下子工序：第一次镦拔、第一次回炉保温、第二次镦拔、第二次回炉保温、锻造成材；所述第一次镦拔子工序包括：第一次镦粗处理、第一次拔长处理、以及以钢锭轴心为轴将所述第一次拔长处理后的扁坯翻转90度后进行第二次拔长处理，所述第一次拔长处理时变窄的坯料面与第二次拔长处理时变窄的坯料面垂直，且所述第一次拔长处理后的坯料和所述第二次拔长处理后的坯料均为扁坯。
上述模具用大型模块的制造方法中，作为一种优选实施方式，所述锻造工序中，开锻温度≥1050℃(比如1060℃、1080℃、1100℃、1150℃、1180℃、1200℃)；优选地，所述开锻温度为1100-1200℃。
上述模具用大型模块的制造方法中，作为一种优选实施方式，所述钢锭的规格为：直径为1150-1400mm(比如1150mm、1200mm、1250mm、1300mm、1350mm、1380mm)，长度为2300-2500mm(比如2350mm、2380mm、2400mm、2450mm、2480mm)，所述钢锭的重量为28-32吨(比如28.5吨、30吨、31吨、31.5吨)。所述钢锭可以为直径不均匀的近似圆柱体。
上述模具用大型模块的制造方法中，作为一种优选实施方式，所述锻造工序中采用45MN快锻机进行锻造；更优选地，采用700毫米宽砧进行锻造，进一步优选地，所述宽砧的圆角半径R为80mm。
上述模具用大型模块的制造方法中，作为一种优选实施方式，所述加热工序中，加热温度为1260-1270℃(比如1262℃、1265℃、1268℃)，保温时间为15h以上(比如16h、17h、18h、19h)；进一步优选地，将所述钢锭在600-700℃下脱模红送至加热炉中进行加热；更优选地，升温速率为60-100℃/h(比如70℃/h、80℃/h、90℃/h、95℃/h)；钢锭红送加热可以节约能源，并缩短生产周期，另外，本发明在1260～1270℃条件下保温有利于进一步改善钢锭偏析，而且钢锭锻造过程中散热慢，方便镦拔锻造，然而温度低于1260℃条件下保温钢锭偏析相对严重。
上述模具用大型模块的制造方法中，作为一种优选实施方式，所述第一次镦拔子工序中，所述第一次镦粗处理的压下量为35-40％(比如36％、37％、38％、39％)，更优选为37-38％；所述第一次拔长处理的单次压下量为29-30％(比如29.2％、29.5％、29.8％)；所述第二次拔长处理的单次压下量为29-30％(比如29.2％、29.5％、29.8％)。
第一次镦粗处理的压下量即镦粗比是按照如下公式计算的：(钢锭的长度-镦粗后坯料的长度)/钢锭的长度；第一次拔长处理的单次压下量是按照如下公式计算的：(镦粗且修整后的坯料宽度-第一次拔长后坯料的厚度)/镦粗且修整后的坯料宽度；第二次拔长处理的单次压下量是按照如下公式计算的：(第一次拔长且修整后的坯料宽度-第二次拔长后坯料的厚度)/第一次拔长且修整后的坯料宽度；在本发明中镦粗是指沿钢锭或坯料的长度或高度方向施加压力使其长度或高度变小，而宽度和/或厚度增加；拔长是指沿钢锭或坯料的宽度方向施加压力使其宽度变小，从而将拔长前坯料的宽度变为拔长后坯料的厚度，在本发明所涉及的宽度和厚度中，宽度的数值大于或等于厚度。
上述模具用大型模块的制造方法中，作为一种优选实施方式，所述第一次回炉保温是将第一次镦拔后的坯料于1250-1270℃(比如：1255℃、1260℃、1268℃)条件下保温3h以上(比如3.5h、4h、4.5h、5h)；在第一次镦拔子工序中的第二次拔长处理后，钢坯的温度已经自然降低到约900度，如果不回炉保温加热而直接进入第二次镦拔子工序的话，会因为温度太低、钢锭的变形抗力大大增加导致压机无法镦粗到预定高度，同时会因温度低，无法执行大压下量，不利于锻透心部，从而影响产品探伤质量；
所述第一次回炉保温的时间小于3小时，扁坯烧不透，扁坯的心部温度低，其变形抗力大大增加导致压机执行大压下，不利于锻透心部，从而影响产品探伤质量。
上述模具用大型模块的制造方法中，作为一种优选实施方式，所述第二次镦拔子工序中，依次包括第二次镦粗处理和第三次拔长处理，所述第二次镦粗处理的压下量为33-37％(比如34％、35％、36％)；在本发明中第二次镦粗后不回炉、直接进行第三次拔长处理。所述第二次镦粗处理的压下量即镦粗比是按照如下公式计算的：(第二次拔长后坯料的长度-镦粗后坯料的长度)/第二次拔长后坯料的长度。
所述第三次拔长处理的总压下量为45-49％(比如46％、47％、48％)，单次压下量为25-30％，且所述第三次拔长处理时变窄的坯料面与所述第一次拔长处理时变窄的坯料面为同一面。第三次拔长处理的总压下量是按照如下公式计算的：(第二次镦粗后坯料的宽度-第三次拔长后坯料的厚度)/第二次镦粗后坯料的宽度；比如：第二镦粗后坯料的宽度为1700mm，那么通过第三次拔长将宽度1700mm压成厚度900mm。
更优选地，所述第三次拔长处理后的坯料的宽度比成品模块的宽度大180-200mm(比如185mm、190mm、194mm、198mm)；所述第三次拔长处理后的坯料的厚度比成品模块的厚度大180-200mm(比如185mm、190mm、194mm、198mm)。只有第三次拔长处理后的坯料的宽度和厚度满足上述条件才可以保证成品模块的每条棱的圆弧半径R小于5mm，并保证最终成品的尺寸符合要求。
上述模具用大型模块的制造方法中，作为一种优选实施方式，所述第二次回炉保温是将第二次镦拔后的坯料于1250-1270℃(比如：1255℃、1260℃、1268℃)条件下保温2-3h；这样有利于锻造成材步骤中的第四次拔长处理，有利于锻透心部。
上述模具用大型模块的制造方法中，作为一种优选实施方式，所述锻造成材子工序中，将经过所述第二次回炉保温处理后的坯料进行第四次拔长处理，得到成型坯；优选地，所述成型坯的厚度为680-820mm(比如685mm、690mm、700mm、710mm、750mm、780mm、800mm、810mm)，宽度为1180-1320mm(比如1190mm、1200mm、1250mm、1280mm、1300mm、1310mm)；更优选地，所述成型坯的每条棱的圆弧半径R小于5mm，弯曲度低于5mm/m。更优选地，所述第四次拔长处理包括至少四次锤锻，其中，第一次和第二次锤锻的压下量均为65-75mm，第三次和第四次锤锻的压下量均为5-10mm，以使所述成型坯的每条棱的圆弧半径R小于5mm。
上述模具用大型模块的制造方法中，作为一种优选实施方式，所述热处理工序依次包括正火处理和回火处理。
优选地，所述正火处理包括：将所述成型坯风冷至300-320℃(风冷到320度以下奥氏体才能转变成珠光体，可以保证硬度)后保温4-5h(表面风冷到300-320度时，心部温度可能还比较高，不利于奥氏体转变成珠光体，不利于保证硬度，所以保温4-5小时可以让心部温度传到表面，又不至于模块温度太低而开裂)；然后加热升温至850-860℃并保温，保温时间按照成型坯实际厚度计算，优选保温时间为2.5h/100mm；最后风冷至300-320℃后保温4-5h，以消除白点并调整硬度。
优选地，所述回火处理包括：将所述正火处理后的成型坯加热升温至600-640℃并保温，所述保温的时间按照成型坯实际厚度计算，优选保温时间为5-7h/100mm(更优选为6h/100mm)；然后以40-50℃/h的冷却速率冷却至200℃以下(比如150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、195℃)出炉。
上述模具用大型模块的制造方法中，作为一种优选实施方式，所述正火处理过程中，所述升温的速率为75-85℃/h(比如76℃/h、78℃/h、80℃/h、82℃/h、84℃/h)，所述回火处理过程中，所述升温的速率为45-55℃/h(46℃/h、48℃/h、50℃/h、52℃/h、54℃/h)。以此处限定的升温速度进行正火和回火更有利于奥氏体转向珠光体的转变以及防止模块开裂。
上述模具用大型模块的制造方法中，作为一种优选实施方式，所述钢锭的材质为55#钢或S55Cr钢。
上述模具用大型模块的制造方法中，作为一种优选实施方式，按质量百分比，所述钢锭包括以下成分：C 0.53-0.57％，Mn 0.70～0.90％，Si 0.20～0.35％，P≤0.020％，S≤0.015％，Cr 0.15～0.30％，Ni≤0.20％，Cu≤0.25％，H≤1.0×10-4％。
上述模具用大型模块的制造方法中，作为一种优选实施方式，所述钢锭的制备过程中，将钢的化学成分含量控制在中上限以保证模块硬度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)对于大型模块(厚度700-800毫米、宽度1200-1300毫米，长度大于2300-2400毫米，成品单重约22吨)，探伤要满足SEP1921-E/e要求，需要采用30吨钢锭生产，在45MN快锻机上锻造时，由于45MN快锻机压力不足，不能采用900毫米宽砧进行锻造，只能采用700毫米宽砧锻造，如果采用传统的镦拔锻造工艺，需要3镦3拔才能保证探伤合格。本申请采用“走扁方”锻造工艺，只需要2镦2拔即可完成锻造成型，探伤满足SEP1921-D/d，采用优选的工艺还可满足更严格的SEP1921-E/e(D/d要求探伤缺陷小于当量5，而E/e要求缺陷当量小于3，模块缺陷更小，产品质量更好)要求，生产成本减少了约500元/吨，即保证了探伤合格、又缩短了生产时间和能源消耗。
2)对于上述大型模块，技术要求模块硬度为190-240HBW，其他厂家采用淬火+回火以达到硬度要求，淬火开裂风险高达20％，并且模块心部无法淬透、表面和心部硬度不均匀。本申请在钢锭制备过程中将钢的化学成分含量控制在中上限以保证模块硬度，控制锻造工艺，正火时风冷、再选择合适的回火温度回火，能满足大规格模块硬度要求190-240HBW，硬度均匀性很好，同时减少了淬火开裂风险。
3)本申请通过工艺技术创新，在45MN快锻机上成功锻造了模具钢大型模块，又通过合适的工艺技术对模块进行了正火+回火热处理，即保证了产品质量，又节约了生产成本及生产周期，同时为批量生产大型模块(1.2738模块、P20模块)积累了大量生产经验。
附图说明
图1为本发明实施例1的锻造工艺与本发明对比例的锻造工艺对比图表。
具体实施方式
以下结合附图通过实例对本发明的技术方案作进一步详细说明。
本发明提供的模具用大型模块的制造方法的一种优选实施方式，工艺流程如下：钢锭制备-红送钢锭装炉加热—第一次镦拔—第一次回炉保温—第二次镦拔—第二次回炉保温—锻造成材—探伤—精整—切头尾—检验—包装入库。
以下实施例和对比例采用的钢锭为30吨电炉八角钢锭，钢锭锭身大头直径1380mm，小头直径1190mm，锭身高度2400mm。钢锭的化学成分参见表1，在钢锭的熔炼制备过程中，将钢的化学成分含量控制在表1含量范围的中上限以保证模块硬度；以下实施例得到的大型模块成品的规格(模块黑皮尺寸)为：厚度700毫米，宽度1200，长度2300-4000毫米。
锻造设备：4500吨快锻油压机(实际压力约4200吨，即45MN快锻机)，选用宽度为700毫米的上下平砧对钢锭锻造拔长。
表1钢锭化学成分要求及实际熔炉成分(质量分数，％)
成分 C Mn Si P S Cr Ni Cu H
最小值 0.53 0.70 0.20 0 0 0.15 0 0 0
最大值 0.57 0.90 0.35 0.020 0.015 0.30 0.20 0.25 1.0×10<sup>-4</sup>
实际熔炉成分含量 0.55 0.80 0.25 0.012 0.010 0.25 0.10 0.18 1.0×10<sup>-4</sup>
实施例1
一种大型模块的制造方法，锻造工艺参见图1，包括以下步骤：
(1)加热：首先钢锭红送加热，钢锭650℃左右脱模红送至加热炉，以80℃/h的速率升温至1260-1270℃，到温后保温1h，出炉压钳把，然后回炉继续在1260-1270℃温度下保温，继续保温时间为20h。
(2)第一次镦拔：将步骤(1)得到的钢锭迅速转移至快锻油压机上进行第一次镦拔，开锻温度为1100℃左右；第一次镦拔具体锻造过程如下：
首先，将钢锭进行第一次镦粗处理，即将钢锭镦粗至高1500mm(直径近似1800mm)，此时的压下量为37.5％；
然后，进行第一次拔长处理得到第一扁坯，具体为：先倒棱把直径修整到1700mm，再压制A面并经过多次微调后使坯料厚度为1200mm(即使坯料B面的宽度由1700mm变为1200mm)，宽度则自然展宽为1700mm，长度为1800mm(即A面的宽度为1700mm，B面的宽度为1200mm)，第一次拔长的单次压下量为(1700-1200)/1700＝30％。
最后，以钢锭轴心为轴将所述第一扁坯翻转90度，进行第二次拔长处理，得到第二扁坯，具体为：先把宽度1700mm修整压到1550mm，再进一步压B面并经过多次微调后使坯料的厚度为1100mm(即使坯料A面的宽度由1550mm变为1100mm)，第二次拔长处理的单次压下量为(1550-1100)/1550＝29％，第二扁坯的厚度为1100mm(由1700mm被压至1100mm)，宽度则自然展宽为1400mm，长度为2300mm(即A面的宽度为1100mm，B面的宽度为1400mm)；
(3)第一次回炉保温：将第二扁坯在1250℃左右保温4h；
(4)第二次镦拔：将步骤(3)保温后的第二扁坯迅速转移至快锻油压机上进行第二次镦拔，开锻温度为1110℃，第二次镦拔具体锻造过程如下：
首先，将第二扁坯进行第二次镦粗处理得到第三扁坯，第二次镦粗处理的压下量为35％，镦粗至高1500mm，镦后不回炉、直接进行第三次拔长，第三扁坯的尺寸为：厚度1400mm、宽度1700mm、高度1500mm(即B面的宽度为1700mm，A面的宽度为1400mm)；
然后，将第三扁坯进行第三次拔长处理，得到第四扁坯，具体为：把第三扁坯的宽度1700mm压到1230mm，然后把1230mm压成厚度900mm，把厚度1400mm压成宽度，即压制A面并经过多次微调后使坯料B面的宽度由1700mm变为900mm，拔长后的第四扁坯尺寸为：厚度900mm，宽度1400mm，长度2800mm(即A面的宽度为1400mm，B面的宽度为900mm)，此过程单次拔长压下量为27％；
(5)第二次回炉保温：将第四扁坯在1200℃左右保温2.5h；
(6)锻造成材：将步骤(5)加热后的第四扁坯进行第四次拔长处理，开锻温度为1110℃，停锻温度为800-900℃，最终得到成型坯，具体为：为了消除第四扁坯900*1400*2800mm的4条棱角上的圆弧(约R＝50mm)，第四次拔长处理开始的2趟锤每趟采用70毫米的压下量，成型前最后2趟采用5-10毫米的压下量，以便挤出棱角，保证4条棱的圆角半径R小于5mm。第四次拔长处理是将900mm宽度的坯料面变为700mm，将1400mm宽度的坯料面变为1200mm，成型坯尺寸为：厚度700mm，宽度1200mm，长度4000mm(即A面的宽度为1200mm，B面的宽度为700mm)。锻后进行精整成成品尺寸(热缩率按照1％计算)进行风冷。
(7)热处理：将成型坯风冷到表面310℃(测温点是：模块大平面中心)进炉热处理；热处理依次包括正火处理和回火处理，其中，正火处理过程如下：将成型坯风冷至310℃后保温5h，然后以80℃/小时的升温速率加热升温至860℃保温一定时间(保温时间按2.5h/mm厚度计算)，然后风冷至310℃后保温5h；回火处理过程如下：将正火处理后的成型坯以50℃/小时的升温速率加热升温至620℃保温一定时间(保温时间按6h/100mm计算)，然后以50℃/h速率冷却至200℃出炉。
(8)对正火回火出炉的模块进行表面修磨、内部探伤，探伤标准符合更严格的SEP1921-E/e。模块尺寸检验合格，锯切模块水口和冒口端余料，在锯切面检测硬度，每个锯切面在对角线处各打5点硬度，硬度实测为206-228HBW，符合技术要求190-240HBW。实际黑皮成材率为75％。
实施例2
一种大型模块的制造方法，包括以下步骤：
(1)加热：首先钢锭红送加热，钢锭650℃左右脱模红送至加热炉，以80℃/h的速率升温至1260-1270℃，到温后保温1h，出炉压钳把，然后回炉继续在1260-1270℃温度下保温，继续保温时间为20h。
(2)第一次镦拔：将步骤(1)得到的钢锭迅速转移至快锻油压机上进行第一次镦拔，开锻温度为1100℃左右；第一次镦拔具体锻造过程如下：
首先，将钢锭进行第一次镦粗处理，即将钢锭镦粗至高1500mm(直径近似1800mm)，此时的压下量为37.5％；
然后，进行第一次拔长处理得到第一扁坯，具体为：先倒棱把直径修整到1700mm，再压制A面并经过多次微调后使坯料厚度为1300mm，宽度则自然展宽为宽度1660mm，长度为1700mm(即A面的宽度为1660mm，B面的宽度为1300mm)，第一次拔长的单次压下量为(1700-1300)/1700＝24％。
最后，以钢锭轴心为轴将所述第一扁坯翻转90度，进行第二次拔长处理，得到第二扁坯，具体为：先把宽度1660mm修整压到1550mm，再进一步压B面并经过多次微调后使坯料厚度为1200mm，第二次拔长处理的单次压下量为(1550-1200)/1550＝23％，第二扁坯的厚度为1200mm(由1550mm被压至1200mm)，宽度则自然展宽为宽度1330mm，长度为2150mm(即A面的宽度为1200mm，B面的宽度为1330mm)；
(3)第一次回炉保温：将第二扁坯在1250℃左右保温4h；
(4)第二次镦拔：将步骤(3)保温后的第二扁坯迅速转移至快锻油压机上进行第二次镦拔，开锻温度为1110℃，第二次镦拔具体锻造过程如下：
首先，将第二扁坯进行第二次镦粗处理得到第三扁坯，第二次镦粗处理的压下量为30％，镦粗至高1500mm，镦后不回炉、直接进行第三次拔长，第三扁坯的尺寸为：厚度1400mm、宽度1700mm、高度1500mm(即B面的宽度为1700mm，A面的宽度为1400mm)；
然后，将第三扁坯进行第三次拔长处理，得到第四扁坯，具体为：把第三扁坯的宽度1700mm压到1300mm，然后把1300mm压成厚度1000mm，把厚度1400mm压成宽度，即压制A面并经过多次微调后使坯料B面的宽度由1700mm变为1000mm，拔长后的第四扁坯尺寸为：厚度1000mm，宽度1500mm，长度2380mm(即A面的宽度为1500mm，B面的宽度为1000mm)，此过程单次拔长压下量为23％。
(5)第二次回炉保温：将第四扁坯在1200℃左右保温2.5h；
(6)锻造成材：将步骤(5)加热后的第四扁坯进行第四次拔长处理，开锻温度为1110℃，停锻温度为800-900℃，最终得到成型坯，具体为：第四次拔长处理开始的2趟锤每趟采用70毫米的压下量，成型前最后2趟采用5-10毫米的压下量，4条棱的圆角半径R小于10mm大于5mm。成型坯尺寸为：厚度700mm，宽度1200mm，长度4000mm(即A面的宽度为1200mm，B面的宽度为700mm)。锻后进行精整成成品尺寸(热缩率按照1％计算)进行风冷。
(7)热处理：将成型坯风冷到表面310℃(测温点是：模块大平面中心)进炉热处理；热处理依次包括正火处理和回火处理，其中，正火处理过程如下：将成型坯风冷至310℃后保温5h，然后以80℃/小时的升温速率加热升温至860℃保温一定时间(保温时间按2.5h/mm厚度计算)，然后风冷至310℃后保温5h；回火处理过程如下：将正火处理后的成型坯以50℃/小时的升温速率加热升温至620℃保温一定时间(保温时间按6h/100mm计算)，然后以50℃/h速率冷却至200℃出炉。
(8)对正火回火出炉的模块进行表面修磨、内部探伤，探伤标准符合SEP1921-D/d，但不能满足SEP1921-E/e。模块尺寸检验合格，锯切模块水口和冒口端余料，在锯切面检测硬度，每个锯切面在对角线处各打5点硬度，硬度实测为200-210HBW，符合技术要求190-240HBW。实际黑皮成材率为72％。
对比例
一种大型模块的制造方法，参见图1，包括以下步骤：
(1)加热：首先钢锭红送加热，钢锭650℃左右脱模红送至加热炉，以80℃/h的速率升温至1240℃，到温后保温1h，出炉压钳把，然后回炉继续在1240℃温度下保温，继续保温时间为20h。
(2)第一次镦拔：将步骤(1)得到的钢锭迅速转移至快锻油压机上进行第一次镦拔，开锻温度为1050℃左右；第一次镦拔具体锻造过程如下：
首先，将钢锭进行第一次镦粗处理，即将钢锭镦粗至高1500mm(直径近似1800mm)；
然后，进行第一次拔长处理得到第一扁坯，具体为：先倒棱把直径修整到1700mm，再压制A面和B面使坯料的厚度为1400mm，宽度为1400mm，长度为1800mm(即A面的宽度为1400mm，B面的宽度为1400mm)。
最后，对第一扁坯进行第二次拔长处理，得到第二扁坯，第二次拔长处理压制A面并多次微调后使第二扁坯的厚度为1100mm，宽度则压到宽为1400mm，长度为2300mm(即A面的宽度为1400mm，B面的宽度(即坯料的厚度)为1100mm)；
(3)第一次回炉保温：将第二扁坯在1250℃左右保温4h；
(4)第二次镦拔：将步骤(3)保温后的第二扁坯迅速转移至快锻油压机上进行第二次镦拔，开锻温度为1050℃，第二次镦拔具体锻造过程如下：
首先，将第二扁坯进行第二次镦粗处理得到第三扁坯，第三扁坯的尺寸为：厚度1400mm、宽度1700mm、高度1500mm(即A面的宽度为1700mm，B面的宽度为1400mm)；
然后，将第三扁坯进行第三次拔长处理，得到第四扁坯，第三次拔长处理即压制A面又压制B面，以使拔长后的第四扁坯尺寸为：厚度1100mm，宽度1400mm，长度2300mm(即A面的宽度为1400mm，B面的宽度为1100mm)；
(5)第二次回炉保温：将第四扁坯在1250℃左右保温3h；
(6)第三次镦拔，具体如下：
首先，将第四扁坯进行第三次镦粗，得到第五扁坯，其尺寸为：厚度1400mm，宽度1700mm，长度1500mm(即A面的宽度为1700mm，B面的宽度为1400mm)；
然后，将第五扁坯进行第四次拔长处理，得到第六扁坯，第四次拔长处理即压制A面又压制B面，以使其尺寸为：厚度1100mm，宽度1400mm，长度2300mm(即A面的宽度为1400mm，B面的宽度为1100mm)；
(7)锻造成材：将步骤(6)的坯料在1200℃加热2.5h后进行第五次拔长处理，开锻温度为1050℃，停锻温度为800-900℃，最终得到成型坯，成型坯尺寸为：厚度700mm，宽度1200mm，长度4000mm。锻后进行精整成成品尺寸(热缩率按照1％计算)进行风冷。
(8)热处理：将成型坯风冷到表面330℃(测温点是：模块大平面中心)进炉热处理；热处理依次包括正火处理和回火处理，其中，正火处理过程如下：将成型坯风冷至330℃后保温5h，然后以70℃/小时的升温速率加热升温至860℃保温一定时间(保温时间按2.5h/mm厚度计算)，然后风冷至330℃后保温5h；回火处理过程如下：将正火处理后的成型坯以60℃/小时的升温速率加热升温至620℃保温一定时间(保温时间按6h/100mm计算)，然后以40℃/h速率冷却至200℃出炉。
(8)对正火回火出炉的模块进行表面修磨、内部探伤，探伤标准符合SEP1921-E/e。模块尺寸检验合格，锯切模块水口和冒口端余料，在锯切面检测硬度，每个锯切面在对角线处各打5点硬度，硬度实测为200-212HBW，符合技术要求200-230HBW。实际黑皮成材率为72％。
本发明的工艺参数(如温度、时间等)区间上下限取值以及区间值都能实现本法，在此不一一列举实施例。

Claims (22)

1.一种模具用大型模块的制造方法，以钢锭为原料，其特征在于，包括如下工序：加热、锻造、热处理；其中，所述锻造工序依次包括如下子工序：第一次镦拔、第一次回炉保温、第二次镦拔、第二次回炉保温、锻造成材；所述第一次镦拔子工序包括：第一次镦粗处理、第一次拔长处理、以及以钢锭轴心为轴将所述第一次拔长处理后的扁坯翻转90度后进行第二次拔长处理，所述第一次拔长处理时变窄的坯料面与第二次拔长处理时变窄的坯料面垂直，且所述第一次拔长处理后的坯料和所述第二次拔长处理后的坯料均为扁坯；其中，
所述第一次镦拔子工序中，所述第一次镦粗处理的压下量为35-40％；
所述钢锭的规格为：直径为1150-1400mm，长度为2300-2500mm，所述钢锭的重量为28-32吨。
2.根据权利要求1所述的模具用大型模块的制造方法，其特征在于，所述锻造工序中，开锻温度≥1050℃。
3.根据权利要求2所述的模具用大型模块的制造方法，其特征在于，所述锻造工序中，所述开锻温度为1100-1200℃。
4.根据权利要求1所述的模具用大型模块的制造方法，其特征在于，按质量百分比，所述钢锭包括以下成分：C0.53-0.57％，Mn0.70～0.90％，Si0.20～0.35％，P≤0.020％，S≤0.015％，Cr0.15～0.30％，Ni≤0.20％，Cu≤0.25％，H≤1.0×10-4％。
5.根据权利要求1所述的模具用大型模块的制造方法，其特征在于，所述锻造工序中采用45MN快锻机进行锻造。
6.根据权利要求5所述的模具用大型模块的制造方法，其特征在于，所述锻造工序中采用700毫米宽砧进行锻造。
7.根据权利要求1所述的模具用大型模块的制造方法，其特征在于，所述加热工序中，加热温度为1260-1270℃。
8.根据权利要求7所述的模具用大型模块的制造方法，其特征在于，所述加热工序中，将所述钢锭在600-700℃下脱模红送至加热炉中进行加热。
9.根据权利要求8所述的模具用大型模块的制造方法，其特征在于，所述加热工序中，升温速率为60-100℃/h。
10.根据权利要求1所述的模具用大型模块的制造方法，其特征在于，所述第一次拔长处理的单次压下量为29-30％；所述第二次拔长处理的单次压下量为29-30％。
11.根据权利要求10所述的模具用大型模块的制造方法，其特征在于，所述第一次镦拔子工序中，所述第一次镦粗处理的压下量为37-38％。
12.根据权利要求1所述的模具用大型模块的制造方法，其特征在于，
所述第一次回炉保温是将第一次镦拔后的坯料于1250-1270℃条件下保温3h以上；
所述第二次回炉保温是将第二次镦拔后的坯料于1250-1270℃条件下保温2-3h。
13.根据权利要求1所述的模具用大型模块的制造方法，其特征在于，所述第二次镦拔子工序中，依次包括第二次镦粗处理和第三次拔长处理，
所述第二次镦粗处理的压下量为33-37％；
所述第三次拔长处理的总压下量为45-49％，单次压下量为25-30％，且所述第三次拔长处理时变窄的坯料面与所述第一次拔长处理时变窄的坯料面为同一面。
14.根据权利要求13所述的模具用大型模块的制造方法，其特征在于，所述第二次镦拔子工序中，所述第三次拔长处理后的坯料的宽度比成品模块的宽度大180-200mm。
15.根据权利要求1所述的模具用大型模块的制造方法，其特征在于，
所述锻造成材子工序中，将经过所述第二次回炉保温处理后的坯料进行第四次拔长处理，得到成型坯。
16.根据权利要求15所述的模具用大型模块的制造方法，其特征在于，所述成型坯尺寸为：厚度为680-820mm，宽度为1180-1320mm。
17.根据权利要求16所述的模具用大型模块的制造方法，其特征在于，所述成型坯的每条棱的圆弧半径R小于5mm，弯曲度低于5mm/m。
18.根据权利要求15所述的模具用大型模块的制造方法，其特征在于，所述热处理工序依次包括正火处理和回火处理。
19.根据权利要求18所述的模具用大型模块的制造方法，其特征在于，所述正火处理包括：将所述成型坯风冷至300-320℃后保温4-5h；然后加热升温至850-860℃并保温，保温时间按照成型坯实际厚度计算；最后风冷至300-320℃后保温4-5h。
20.根据权利要求19所述的模具用大型模块的制造方法，其特征在于，所述正火处理中，保温时间按照成型坯实际厚度计算，保温时间为2.5h/100mm。
21.根据权利要求18所述的模具用大型模块的制造方法，其特征在于，所述回火处理包括：将所述正火处理后的成型坯加热升温至600-640℃并保温，所述保温的时间按照成型坯实际厚度计算；然后以40-50℃/h的冷却速率冷却至200℃以下出炉。
22.根据权利要求21所述的模具用大型模块的制造方法，其特征在于，所述回火处理中，所述保温的时间按照成型坯实际厚度计算，保温时间为5-7h/100mm。
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