CN112139245B - 一种塑料模具钢板的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种塑料模具钢板的生产方法。属于金属材料轧制生产技术领域。本发明所用原材料为带有探伤缺陷的塑料模具钢厚板，厚度≥80mm，对其缺陷部位进行标定，并进行回火预热，回火温度500‑650℃，回火后对其带温切割分段，切割时避开缺陷部位；对分段后的厚板进行加热，热回收段炉温400‑600℃，预热段炉温900‑950℃，加热段炉温1150℃‑1190℃，根据不同厚度确定各加热段加热时间；钢板出炉轧制，采用单道次大压下轧制工艺，轧制后的塑料模具钢板在450‑550℃下线堆垛缓冷。塑料模具钢板性能和板型良好，探伤满足标准要求，且本发明的生产工艺简单，易于操作，可有效解决塑料模具钢厚板探伤不合判次的问题。

Description

一种塑料模具钢板的生产方法
技术领域
本发明属于金属材料轧制生产技术，涉及一种塑料模具钢板的生产方法。
背景技术
塑料模具钢是重要的模具材料，主要用来加工各类模座、模架、模芯等，广泛应用于家用电器、电子及通讯设备、塑料制品等各类行业。随着塑料制品在工业及日常生活中的应用越来越广泛，塑料模具工业对塑料模具钢板的需求也越来越大，要求越来越高，尤其是探伤要求。
目前，已有一些专利涉及到钢板探伤缺陷消除的方法，但都有一定的局限性。专利CN109500084A虽然提到了一种消除钢板探伤缺陷的改轧方法，但对加热装钢方式有特定要求，必须采取炉头装钢方式，且此种制造方法中的加热方式属于常规加热方式，合金含量较高的模具钢在常规的加热过程中，易形成热应力裂纹，导致板坯断裂；专利CN102010963B涉及正火方法愈合钢板内部探伤缺陷，但对钢板最大厚度有要求，且此种正火工艺，钢板从常温快速加热到900℃左右，对高合金大厚度模具钢来说，在加热过程中易出现热应力裂纹和氢致裂纹。
塑料模具钢合金含量高，材料脆性大，生产过程中开裂几率大，采用常规工艺生产时，加热过程中易断裂。对于塑料模具钢探伤不合标准的钢板的处理，一直是一个难题，若直接判废，经济损失较大。
中厚板探伤缺陷常见为钢板内部微裂纹。针对厚度≥80mm探伤不合格的塑料模具钢，在通过研究裂纹愈合理论、热处理消除微裂纹理论、合金模具钢加热过程断裂原因等基础上，提出了一种利用热处理与轧制工艺相结合的方式，来解决塑料模具钢厚板探伤缺陷问题的方法。
发明内容
本发明目的在于提出一种塑料模具钢板的生产方法，来解决塑料模具钢厚板在出现探伤缺陷后难以处理的问题。塑料模具钢厚板出现探伤缺陷后，通过原材料探伤缺陷部位标记、预热后带温切割、加热炉加热、轧机轧制等工艺，消除钢板内部探伤缺陷，同时确保轧制后的钢板性能达到标准要求，减少经济损失。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
一种塑料模具钢板的生产方法，包括塑料模具钢探伤缺陷厚板探伤缺陷部位标记、预热后带温切割、加热炉加热、轧机轧制等四个工艺步骤：
(1)塑料模具钢厚板探伤缺陷部位标记
本发明的原材料为带有探伤缺陷的塑料模具钢厚板，厚度≥80mm，对塑料模具钢探伤缺陷厚板进行探伤，并对缺陷位置进行标记。
(2)预热后带温切割
对带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板，进行回火预热，回火温度为500-650℃，加热系数为2.5-3.5min/mm，出炉后带温切割，带温温度为200-300℃，且切割位置距厚板缺陷标记部位距离≥100mm。
(3)加热炉加热
加热炉加热工艺包括热回收段、预热段和加热段。
热回收阶段温度为400-600℃，对于不同厚度的带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板，停留时间为：厚度为80-100mm的厚板，其停留时间≥60min；厚度为101-150mm的厚板，其停留时间≥80min；厚度＞150mm的厚板，其停留时间为≥100min。
加热炉预热段温度为900-950℃，对于不同厚度的带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板，停留时间为：厚度为80-100mm的厚板，其停留时间为≥80min；厚度为101-150mm的厚板，其停留时间为≥100min；厚度＞150mm的厚板，其停留时间为≥120min。
加热炉加热段炉温1150-1190℃，对于不同厚度的带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板，停留时间为：厚度为80-100mm的厚板，其停留时间为≥30min；厚度为101-150mm的厚板，其停留时间为≥35min；厚度＞150mm的厚板，其停留时间为≥40min。
(4)轧机轧制
轧制工艺为单道次大压下轧制，对于不同厚度的带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板，当厚度≥130mm时，前3道次压下量≥30mm；厚度＜130mm时，前2道次压下量≥30mm；轧制前带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板厚度与轧制后成品塑料模具钢板厚度的比值≥3。
改轧轧制后的塑料模具钢板，快速下线堆垛缓冷，堆垛温度为450-550℃，堆垛时间≥24小时。
以下对本发明塑料模具钢板生产方法中各参数的选择及其目的作具体分析说明：
(1)塑料模具钢厚板探伤缺陷部位标记
本工艺步骤所涉及的原材料为塑料模具钢厚板，厚度≥80mm，对塑料模具钢探伤缺陷厚板进行探伤，并对缺陷位置进行标记。
(2)预热后带温切割
对带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板，进行回火预热，回火温度为500-650℃，加热系数为2.5-3.5min/mm，出炉后带温切割，带温温度为200-300℃，且切割位置距厚板缺陷标记部位距离≥100mm。回火预热的目的：由于塑料模具钢厚板合金含量高，发生火切冷裂纹的倾向大，回火预热及带温切割是为了防止产生火切裂纹。同时，切割位置需避开缺陷标记的位置。火焰切割的热影响区宽度约为30～80mm，为了避免火切裂纹在缺陷处扩展，需要切割位置距离缺陷处≥100mm。
(3)加热炉加热
加热炉加热包括对热回收段、预热段和加热段的加热温度和时间的设定。
热回收段温度为400-600℃，对于不同厚度带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板，停留时间为：厚度为80-100mm的厚板，其停留时间≥60min；厚度为101-150mm的厚板，其停留时间≥80min；厚度＞150mm的厚板，其停留时间为≥100min。加热炉预热阶段温度为900-950℃，对于不同厚度带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板，停留时间为：厚度为80-100mm的厚板，其停留时间≥80min；厚度为101-150mm的厚板，其停留时间≥100min；厚度＞150mm的厚板，其停留时间≥120min。严格控制热回收段和预热段温度和时间，其目的是：由于塑料模具钢厚板合金含量较高，裂纹倾向较大，而本发明中的材料是带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板，心部有微裂纹、缩孔等缺陷，热回收段和预热段加热温度过高或者加热速度过快，厚板心表温差过大，会产生较大的热应力，便会在心部缺陷处集中，引起裂纹扩展，严重时甚至会导致厚板断裂。采用本发明的加热工艺，可有效避免裂纹扩展等危害的发生。
加热炉加热段炉温1150-1190℃，对于不同厚度带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板，其停留时间为：厚度为80-100mm的厚板，其停留时间≥30min；厚度为101-150mm的厚板，其停留时间≥35min；厚度＞150mm的厚板，其停留时间≥40min。在确保带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板烧透的情况下，尽量减少在加热段的停留时间，其目的是避免坯料在长时间高温条件下表面脱碳严重。
(4)轧机轧制
轧制工艺为单道次大压下轧制，对于不同厚度的塑料模具钢探伤缺陷厚板，当厚度≥130mm时，前3道次压下量≥30mm；厚度＜130mm时，前2道次压下量≥30mm；轧制前带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板与轧制后塑料模具钢成品厚度的比值≥3。改轧轧制后的塑料膜具钢板成品，需快速下线堆垛缓冷，堆垛温度为450-550℃，堆垛时间≥24小时。针对不同厚度规格的带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板，严格控制轧制工艺，其目的是：通过大压下量轧制，使得厚板心部裂纹、缩孔等缺陷得到有效轧合，消除裂纹等缺陷，同时，轧后辅以堆垛缓冷工艺，使得塑料膜具钢板内应力得到有效释放，保证钢板质量。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和积极效果：
本发明工艺简单，易于在实际生产过程中实施；通过本发明所述的热处理与轧制工艺相结合的方法，可对生产过程中低于GB/T 2970-2016Ⅳ级的塑料模具钢探伤缺陷厚板进行加工生产，得到探伤等级高于GB/T 2970-2016Ⅲ级的塑料模具钢板，大幅度减少了因生产过程中产生不满足标准的塑料模具钢探伤缺陷板带来的经济损失，提高了成材率，降低低了生产成本。
附图说明
图1为实施例1中塑料模具钢板的组织；
图2为实施例1中塑料模具钢厚板探伤缺陷处组织；
具体实施方式
以下结合附图及若干较佳实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，但不限于此。
实施例1
(1)塑料模具钢探伤缺陷厚板的探伤缺陷部位标记
本发明涉及的原材料为塑料模具钢探伤缺陷厚板，厚度为80mm，对塑料模具钢探伤缺陷厚板进行探伤，并对缺陷位置进行标记。
(2)预热后带温切割
对带缺陷塑料模具钢厚板，进行回火预热，回火温度为600℃，加热系数为2.5min/mm，出炉后带温切割，带温温度为250℃，切割位置距塑料模具钢厚板缺陷部位距离为100mm。
(3)加热炉加热
加热炉加热包括对热回收段、预热段和加热段的加热温度和时间的设定。
热回收段温度为500℃，停留时间70min；加热炉预热段温度为920℃，停留时间为85min；加热炉加热段温度为1170℃，停留时间为30min。
(4)轧机轧制
轧制工艺为单道次大压下轧制，前2道次压下量30mm；轧制前带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板厚度与改轧轧制后塑料模具钢成品厚度的比值为4，轧制后成品钢板厚度为20mm。
改轧轧制后的钢板，快速下线堆垛缓冷，堆垛温度为500℃，堆垛时间25小时。
其加热炉加热工艺、轧制工艺及成品板探伤等级列于表1和表2。
实施例2
(1)塑料模具钢探伤缺陷厚板探伤缺陷部位标记
本发明的原材料为塑料模具钢探伤缺陷厚板，厚度120mm，对塑料模具钢探伤缺陷厚板进行探伤，并对缺陷位置进行标记。
(2)预热后带温切割
对带缺陷塑料模具钢厚板，进行回火预热，回火温度为600℃，加热系数为3min/mm，出炉后带温切割，带温温度为250℃，切割位置距塑料模具钢厚板缺陷部位距离为120mm。
(3)加热炉加热
加热炉加热包括热回收段、预热段和加热段的加热温度和时间的设定。
热回收段温度为500℃，停留时间90min；加热炉预热段温度为920℃，停留时间为105min；加热炉加热段温度为1170℃，停留时间为40min。
(4)轧机轧制
轧制工艺为单道次大压下轧制，前2道次压下量32mm；轧制前带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板厚度与改轧轧制后成品厚度的比值为4，轧制后成品钢板厚度为30mm。
改轧轧制后的塑料模具钢板，快速下线堆垛缓冷，堆垛温度为510℃，堆垛时间28小时。
其加热炉加热工艺、轧制工艺及成品板探伤等级列于表1和表2。
实施例3
(1)塑料模具钢探伤缺陷厚板探伤缺陷部位标记
本发明的原材料为塑料模具钢探伤缺陷厚板，厚度155mm，对塑料模具钢探伤缺陷厚板进行探伤，并对缺陷位置进行标记。
(2)预热后带温切割
对带缺陷模具钢厚板，进行回火预热，回火温度为600℃，加热系数为3.5min/mm，出炉后带温切割，带温温度为250℃，切割位置距塑料模具钢厚板缺陷部位距离为150mm。
(3)加热炉加热
加热炉加热包括热回收段、预热段和加热段的加热温度和时间的设定。热回收段温度为500℃，停留时间为110min；加热炉预热段温度为920℃，停留时间为140min；加热炉加热段温度为1170℃，停留时间为50min。
(4)轧机轧制
轧制工艺为单道次大压下轧制，前3道次压下量30mm；轧制前带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板厚板与轧制后塑料模具钢成品厚度的比值为3.44，轧制后塑料模具钢成品钢板厚度为45mm。
改轧轧制后的塑料模具钢板，快速下线堆垛缓冷，堆垛温度为520℃，堆垛时间30小时。
其加热炉加热工艺、轧制工艺及成品板探伤等级列于表1和表2。
表1加热炉加热工艺
Figure BDA0002654452200000061
表2轧制工艺及成品板探伤等级
Figure BDA0002654452200000071
通过上述生产实例可知，本发明方法在实际生产过程中易于实施，所生产的塑料模具钢，性能优良、板形平整，且探伤级别均高于GB/T 2970-2016Ⅲ级，故本发明为解决塑料模具钢探伤不合问题提供了一种有效的解决方法。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对本实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及等同物限定。

Claims (8)

1.一种塑料模具钢板的生产方法，其特征在于，所述的生产方法包括对塑料模具钢探伤缺陷厚板的探伤缺陷部位标记、预热后带温切割、加热炉加热、轧机轧制等四个工艺步骤；所用的原材料为厚度≥80mm带有探伤缺陷的塑料模具钢厚板，先对其进行探伤标记；带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板经过回火预热，出炉后带温切割分段，切割位置距塑料模具钢探伤缺陷厚板缺陷标记部位距离≥100mm；分段后的带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板装入加热炉加热；缺陷厚板出加热炉后进行大压下轧制，当带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚度≥130mm时，前3道次压下量≥30mm；当带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板厚度＜130mm时，前2道次压下量≥30mm；轧制前带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板厚度与轧制后塑料模具钢板成品厚度的比值≥3；轧制后的成品塑料模具钢板下线堆垛缓冷。
2.根据权利要求1所述的塑料模具钢板的生产方法，其特征在于，所述的带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板进行回火预热，回火温度为500-650℃，加热系数为2.5-3.5min/mm，出炉后带温切割，带温温度为200-300℃。
3.根据权利要求1所述的塑料模具钢板的生产方法，其特征在于，所述的加热炉加热工艺包括热回收段、预热段和加热段。
4.根据权利要求3所述的加热炉加热工艺，其特征在于，所述的热回收段温度为400-600℃，对于厚度为80-100mm的带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板，其停留时间≥60min；厚度为101-150mm的带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板，其停留时间≥80min；厚度＞150mm的带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板，其停留时间为≥100min。
5.根据权利要求3所述的加热炉加热工艺，其特征在于，所述的加热炉预热段温度为900-950℃，对于厚度为80-100mm的带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板，其停留时间为≥80min；厚度为101-150mm的带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板，其停留时间为≥100min；厚度＞150mm的带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板，其停留时间为≥120min。
6.根据权利要求3所述的加热炉加热工艺，其特征在于，所述的加热段炉温为1150-1190℃，对于厚度为80-100mm的带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板，其停留时间为≥30min；厚度为101-150mm的带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板，其停留时间为≥35min；厚度＞150mm的带有探伤缺陷标记的塑料模具钢厚板，其停留时间为≥40min。
7.根据权利要求1所述的塑料模具钢板的生产方法，其特征在于，轧制后的塑料模具钢板，快速下线堆垛缓冷，堆垛温度为450-550℃，堆垛时间≥24h。
8.根据权利要求1所述的塑料模具钢板的生产方法，其特征在于，通过该生产方法制得的塑料模具钢板，其探伤等级高于GB/T 2970-2016 Ⅲ级。
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