CN113333692A - 一种厚规格直轧模具扁钢及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种厚规格直轧模具扁钢的制备方法，包括：将合金原料采用钢锭模进行浇注，得到模具扁锭；将所述模具扁锭进行轧制，得到厚规格直轧模具扁钢；所述钢锭模宽面大头尺寸为695～705mm；宽面小头尺寸为630～640mm；宽面内圆角为168～172°；窄面大头尺寸为480～490mm；窄面小头尺寸为380～390mm；绝热板高度为300～310mm；绝热板厚度为35～45mm；锭模厚度为120～130mm。本发明通过采用特定的钢锭模并结合浇注工艺，制备得到特定规格的模具扁钢，具有较好的一次成材率和探伤合格率。
Description
技术领域
本发明属于模具扁钢技术领域，尤其涉及一种厚规格直轧模具扁钢及其制备方法。
背景技术
模具是衡量一个国家工业水平发展的标志，通常采用模具扁钢为原料进行制造。模具钢通常以具有一定厚度和宽度规格的扁钢进行交货，便于后期的锯切加工和销售使用。模具扁钢开发和生产的主要经济指标为成材率和探伤合格率，关键生产工艺环节在于扁锭锭型的设计和浇注工艺的设计，一方面尽量增加锭重，降低浇注和轧制生产成本，提高成材率，减少切头尾的损失；另一方面，必须满足厚规格扁钢的探伤要求，充分焊合凝固时所形成的不同三维尺寸的疏松和孔洞缺陷，另外破碎粗大晶粒以及液析碳化物，使组织细密，碳化物尺寸均匀。
随着经济的发展，模具向着大型化、长寿命化的方向发展，这对厚规格模具钢提出了更高的质量要求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种厚规格直轧模具扁钢及其制备方法，本发明提供的方法制备的模具扁钢成材率和探伤合格率较高。
本发明提供了一种厚规格直轧模具扁钢的制备方法，包括：
将合金原料采用钢锭模进行浇注，得到模具扁锭；
将所述模具扁锭进行轧制，得到厚规格直轧模具扁钢；
所述钢锭模宽面大头尺寸为695～705mm；宽面小头尺寸为630～640mm；宽面内圆角为168～172°；下浇口上端直径为85～95mm；下浇口下端直径为100～110mm；下浇口高度为95～105mm；锭身高度为1520～1540mm；
所述钢锭模的窄面大头尺寸为480～490mm；窄面小头尺寸为380～390mm；绝热板高度为300～310mm；绝热板厚度为35～45mm；锭模厚度为120～130mm；
所述模具扁锭的锭重为3.16～3.22吨。
优选的，所述钢锭模宽面大头尺寸为698～702mm；宽面小头尺寸为633～637mm；宽面内圆角为169～171°；下浇口上端直径为88～92mm；下浇口下端直径为103～107mm；下浇口高度为98～102mm；锭身高度为1525～1535mm；
所述钢锭模的窄面大头尺寸为483～487mm；窄面小头尺寸为383～387mm；绝热板高度为303～307mm；绝热板厚度为38～42mm；锭模厚度为123～127mm。
优选的，所述钢锭模宽面大头尺寸为700mm；宽面小头尺寸为635mm；宽面内圆角为170°；下浇口上端直径为90mm；下浇口下端直径为105mm；下浇口高度为100mm；锭身高度为1530mm；
所述钢锭模的窄面大头尺寸为485mm；窄面小头尺寸为385mm；绝热板高度为305mm；绝热板厚度为40mm；锭模厚度为125mm。
优选的，所述合金原料的成分为铬不锈型塑料模具钢。
优选的，所述钢锭模的材质为灰口铸铁。
优选的，所述浇注过程中加入发热剂，所述发热剂和模具扁锭的质量比为(10～15)kg：(3.16～3.22)t。
优选的，所述浇注过程中锭身的浇注时间为330～450s；冒口的浇注时间为260～320s。
优选的，所述浇注完成后还包括：
将浇注后的产品冷却脱模，得到模具扁锭；
所述冷却的时间为120～150min。
优选的，所述厚规格直轧模具扁钢的厚度为110～120mm。
本发明提供了一种上述技术方案所述的方法制备得到的厚规格直轧模具扁钢。
本发明提供了一种专用的钢锭模和浇注工艺，专门用于生产厚度为110～120mm、宽度规格为550～600mm厚规格模具扁钢。本发明通过采用特定设计的钢锭模以及与其配套的浇注工艺，制备得到的厚规格模具扁钢具有较好的成材率和探伤合格率。
附图说明
图1为本发明实施例中钢锭模的宽面投影图；
图2为本发明实施例中钢锭模的窄面投影图；
图3为本发明实施例中钢锭模的冒口投影图；
图4为本发明实施例1制备的模具扁钢的显微组织图；
图5为本发明实施例2制备的模具扁钢的显微组织图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例，都属于本发明保护的范围。应理解，本发明实施例仅用于说明本发明的技术效果，而非用于限制本发明的保护范围。实施例中，所用方法如无特别说明，均为常规方法。
本发明提供了一种厚规格直轧模具扁钢的制备方法，包括：
将合金原料采用钢锭模进行浇注，得到模具扁锭；
将所述模具扁锭进行轧制，得到厚规格直轧模具扁钢；
所述钢锭模宽面大头尺寸为695～705mm；宽面小头尺寸为630～640mm；宽面内圆角为168～172°；下浇口上端直径为85～95mm；下浇口下端直径为100～110mm；下浇口高度为95～105mm；锭身高度为1520～1540mm；
所述钢锭模的窄面大头尺寸为480～490mm；窄面小头尺寸为380～390mm；绝热板高度为300～310mm；绝热板厚度为35～45mm；锭模厚度为120～130mm；
所述模具扁锭的锭重为3.16～3.22吨。
在本发明中，所述合金原料的成分优选为铬不锈型塑料模具钢，更优选为3Cr13、4Cr13或3Cr17NiMo。
在本发明中，所述合金原料的成分优选为：
0.3～0.4wt％的C；
16～17.5wt％的Cr；
0.6～1.0wt％的Ni；
0.8～1.3wt％的Mo；
≤1.0wt％的Si；
≤1.0wt％的Mn；
≤0.02wt％的S；
≤0.035wt％的P；
余量为Fe。
在本发明中，所述C的质量含量优选为0.32～0.38％，更优选为0.34～0.36％，最优选为0.35％；所述Cr的质量含量优选为16.5～17％，更优选为16.6～16.9％，最优选为16.7～16.8％；所述Ni的质量含量优选为0.7～0.9％，更优选为0.8％；所述Mo的质量含量优选为0.9～1.2％，更优选为1.0～1.1％；所述Si的质量含量优选为0.1～0.9％，更优选为0.2～0.8％，更优选为0.3～0.6％，最优选为0.4～0.5％；所述Mn的质量含量优选为0.1～0.9％，更优选为0.2～0.8％，更优选为0.3～0.6％，最优选为0.4～0.5％；所述S的质量含量优选为0.01～0.02％，更优选为0.015％；所述P的质量含量优选为0.01～0.03％，更优选为0.02％。
在本发明中，优选将所述合金原料进行熔炼获得钢液再采用钢锭模进行浇注；本发明对所述熔炼的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的方法进行熔炼即可；所述钢液的成分与合金原料的成分一致。
在本发明中，所述钢锭模的形状优选为扁锭形状；所述钢锭模的宽面大头尺寸为695～705mm，优选为698～702mm，更优选为700mm；宽面小头尺寸为630～640mm，优选为632～638mm，更优选为634～636mm，最优选为635mm；宽面内圆角为168～172°，优选为169～171°，更优选为170°；下浇口上端直径为85～95mm，优选为88～92mm，更优选为90mm；下浇口下端直径为100～110mm，优选为102～108mm，更优选为104～106mm，最优选为105mm；下浇口高度为95～105mm，优选为98～102mm，更优选为100mm；锭身高度为1525～1535mm，最优选为1530mm。
在本发明中，所述钢锭模的窄面大头尺寸为480～490mm，优选为482～488mm，更优选为484～486mm，最优选为485mm；窄面小头尺寸为380～390mm，优选为382～388mm，更优选为384～386mm，最优选为385mm；绝热板高度为300～310mm，优选为302～308mm，更优选为304～306mm，最优选为305mm；绝热板厚度为35～45mm，优选为38～42mm，更优选为40mm；锭模厚度为120～130mm，优选为122～128mm，更优选为124～126mm，最优选为125mm。
在本发明中，所述钢锭模的材质优选为灰口铸铁，更优选为HT200、HT250牌号的灰口铸铁，最优选为HT200牌号的灰口铸铁。
在本发明中，所述模具锭型的锭重为3.16～3.22吨，优选为3.18～3.20吨，更优选为3.19吨。
在本发明中，所述浇注过程中优选加入发热剂；所述发热剂中优选含铝；所述铝在发热剂中的质量含量优选为15～20％，更优选为16～19％，最优选为17～18％。
在本发明中，所述发热剂和模具扁锭的质量比优选为(10～15)kg：(3.16～3.22)吨，更优选为(11～14)kg：(3.18～3.20)吨，最优选为(12～13)kg：3.19吨。
在本发明中，所述浇注过程中的吊包温度优选高于钢液液相线40～70℃，更优选50～60℃，最优选为55℃；所述吊包温度优选为1565～1580℃，更优选为1568～1575℃，最优选为1570℃；浇注的过热度优选为30～60℃，更优选为40～50℃，最优选为45℃，浇注的温度优选为1545～1550℃，更优选为1546～1549℃，最优选为1548℃；锭身的浇注时间优选为330～450s，更优选为350～420s，更优选为370～400s，最优选为380～390s；冒口的浇注时间优选为260～320s，更优选为280～300s，最优选为290s。
在本发明中，所述浇注完成后优选还包括：
将浇注后的产品冷却后脱模，得到模具扁锭。
在本发明中，所述冷却的时间优选为120～150min，更优选为130～140min，最优选为135min；所述冷却的方法优选为空气自然冷却。
在本发明中，所述模具扁锭的成分与上述技术方案所述合金原料成分一致。
在本发明中，所述轧制之前优选还包括：
将所述模具扁锭进行加热均温。
在本发明中，所述加热的温度优选为1250～1270℃，更优选为1255～1265℃，最优选为1260℃。
在本发明中，所述轧制的过程中优选采用1100mm初轧机；所述轧制过程中的道次压下量优选为40～60mm，更优选为45～55mm，最优选为50mm；所述轧制过程中优选采用平立交替轧制，以平轧减薄厚度为主；所述平轧的道次优选为6～10道次，更优选为7～9道次，最优选为8道次；所述立轧的道次优选为3～5次，更优选为4次。
在本发明中，所述轧制完成后优选还包括：
将轧制后的产品进行球化退火。
在本发明中，所述球化退火的温度优选为760～800℃，更优选为770～790℃，最优选为780℃；所述球化退火的时间优选为3～5小时，更优选为3.5～4.5小时，最优选为4小时。
在本发明中，所述退火后优选还包括：
将退火后的产品进行探伤。
在本发明中，所述模具扁钢的成分与上述技术方案所述合金液成分一致，在此不再赘述。
在本发明中，所述厚规格直轧模具扁钢的厚度优选为110～120mm；所述厚规格直轧模具扁钢的宽度优选为550～600mm，更优选为560～590mm，最优选为570～580mm。
在本发明中，所述厚规格直轧模具扁钢的成分与上述技术方案所述合金原料成分一致。
本发明提供了一种上述技术方案所述的方法制备得到的厚规格直轧模具扁钢。
本发明提供了一种专用的钢锭模和浇注工艺，专门用于生产厚度为110～120mm、宽度规格为550～600mm厚规格模具扁钢。本发明通过采用特定设计的钢锭模以及与其配套的浇注工艺，制备得到的厚规格模具扁钢具有较好的成材率和探伤合格率。
实施例1
将成分为3Cr17NiMo的塑料模具钢的钢液采用钢锭模进行浇注，得到模具扁锭；所述钢锭模的形状如图1～图3所示：宽面大头尺寸为700mm、宽面小头尺寸为635mm、宽面内圆角170°、下浇口上端直径为90mm、下浇口下端直径为105mm、下浇口高度为100mm、锭身高度为1530mm；窄面大头尺寸为485mm、窄面小头尺寸为385mm、绝热板高度305mm、绝热板厚度40mm、钢锭模厚度125mm。
钢锭模材质为HT200灰口铸铁。
浇注过程中加入发热剂，发热剂的加入量为15kg/支(每支模具扁锭的重量为3.18吨)，发热剂中铝的质量含量为18％；吊包温度为1568℃、浇注温度为1550℃、锭身浇注时间为403s、冒口浇注时间为295s。浇注完成后，经125min空气自然冷却后，脱模，取出钢锭，单支锭重为3.18吨。
钢锭脱模后，经过加热均温，加热温度为1260℃，采用1100mm初轧机进行轧制，道次压下量为43mm，平立交替轧制，立轧4道次、平轧10道次，获得110mm(厚度)×600mm(宽度)×L的塑料模具扁钢。
将上述得到的塑料模具扁钢进行退火处理，退火的温度为780℃、退火的时间为4小时。
本发明实施例1制备的3Cr17NiMo塑料模具扁钢的成分为：0.34wt％的C；17.05wt％的Cr；0.77wt％的Ni；1.05wt％的Mo；0.54wt％的Si；0.78wt％的Mn；0.016wt％的S；0.030wt％的P；余量为Fe。
将退火后的塑料模具扁钢进行钢锭切头尾和探伤，进行成材率和探伤(GB/T4162-2008《锻轧钢棒超声检测方法》)的检测，检测结果为，本发明实施例1提供的方法制备的模具扁钢切除头尾后成材率为91％，探伤合格。
对本发明实施例1制备的模具扁钢进行显微组织检测，检测后的心部显微组织如图4所示，由图4可知，显微组织均匀细密、无探伤缺陷。
实施例2
将成分为3Cr17NiMo的塑料模具钢的钢液采用钢锭模进行浇注，得到模具扁锭；所述钢锭模的形状如图1～图3所示：宽面大头尺寸为700mm、宽面小头尺寸为635mm、宽面内圆角170°、下浇口上端直径为90mm、下浇口下端直径为105mm、下浇口高度为100mm、锭身高度为1530mm；窄面大头尺寸为485mm、窄面小头尺寸为385mm、绝热板高度305mm、绝热板厚度40mm、钢锭模厚度125mm。
钢锭模材质为HT200灰口铸铁。
浇注过程中加入发热剂，发热剂的加入量为10kg/支(每支模具扁钢的重量为3.20吨)，发热剂中铝的质量百分数为18％；吊包温度为1580℃、浇注温度为1548℃、锭身浇注时间为380s、冒口浇注时间为310s。浇注完成后，经140min空气自然冷却后，脱模，取出钢锭，单支锭重为3.20吨。
钢锭脱模后，经过加热均温，加热温度为1260℃，采用1100mm初轧机进行轧制，道次压下量为60mm，平立交替轧制，立轧4道次、平轧6道次，获得120mm(厚度)×555mm(宽度)×L的塑料模具扁钢。
将上述得到的塑料模具扁钢进行退火处理，退火的温度为780℃、退火的时间为4小时。
本发明实施例2制备的3Cr17NiMo塑料模具扁钢的成分为：0.35wt％的C；16.98wt％的Cr；0.80wt％的Ni；1.10wt％的Mo；0.55wt％的Si；0.76wt％的Mn；0.010wt％的S；0.035wt％的P；余量为Fe。
将退火后的塑料模具扁钢进行钢锭切头尾和探伤(GB/T4162-2008《锻轧钢棒超声检测方法》)检测，检测结果为，本发明实施例2提供的方法制备的模具扁钢切除头尾后成材率为88％，探伤合格。
对本发明实施例2制备的模具扁钢进行显微组织检测，检测结果为，心部显微组织如图5所示，由图5可知，显微组织均匀、细密，无探伤缺陷。
本发明提供了一种专用的钢锭模和浇注工艺，专门用于生产厚度为110～120mm、宽度规格为550～600mm厚规格模具扁钢。本发明通过采用特定设计的钢锭模以及与其配套的浇注工艺，制备得到的厚规格模具扁钢具有较好的成材率和探伤合格率。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种厚规格直轧模具扁钢的制备方法，包括：
将合金原料采用钢锭模进行浇注，得到模具扁锭；
将所述模具扁锭进行轧制，得到厚规格直轧模具扁钢；
所述钢锭模宽面大头尺寸为695～705mm；宽面小头尺寸为630～640mm；宽面内圆角为168～172°；下浇口上端直径为85～95mm；下浇口下端直径为100～110mm；下浇口高度为95～105mm；锭身高度为1520～1540mm；
所述钢锭模的窄面大头尺寸为480～490mm；窄面小头尺寸为380～390mm；绝热板高度为300～310mm；绝热板厚度为35～45mm；锭模厚度为120～130mm；
所述模具扁锭的锭重为3.16～3.22吨。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钢锭模宽面大头尺寸为698～702mm；宽面小头尺寸为633～637mm；宽面内圆角为169～171°；下浇口上端直径为88～92mm；下浇口下端直径为103～107mm；下浇口高度为98～102mm；锭身高度为1525～1535mm；
所述钢锭模的窄面大头尺寸为483～487mm；窄面小头尺寸为383～387mm；绝热板高度为303～307mm；绝热板厚度为38～42mm；锭模厚度为123～127mm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钢锭模宽面大头尺寸为700mm；宽面小头尺寸为635mm；宽面内圆角为170°；下浇口上端直径为90mm；下浇口下端直径为105mm；下浇口高度为100mm；锭身高度为1530mm；
所述钢锭模的窄面大头尺寸为485mm；窄面小头尺寸为385mm；绝热板高度为305mm；绝热板厚度为40mm；锭模厚度为125mm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述合金原料的成分为铬不锈型塑料模具钢。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钢锭模的材质为灰口铸铁。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浇注过程中加入发热剂，所述发热剂和模具扁锭的质量比为(10～15)kg：(3.16～3.22)t。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浇注过程中锭身的浇注时间为330～450s；冒口的浇注时间为260～320s。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浇注完成后还包括：
将浇注后的产品冷却脱模，得到模具扁锭；
所述冷却的时间为120～150min。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述厚规格直轧模具扁钢的厚度为110～120mm。
10.一种权利要求1所述的方法制备得到的厚规格直轧模具扁钢。
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