CN115354228A - 一种高均匀性预硬化塑料模具钢的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于冶金材料制备技术领域，具体涉及一种高均匀性预硬化塑料模具钢的生产方法，工艺步骤如下：转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→连铸→铸坯加热→高压水除鳞→两阶段轧制→矫直→下线堆垛缓冷48小时→探伤→回火处理→取样检验→入库发运。通过C、Mn、Cr、Mo含量的合理调配，通过合理的加热制度、轧制工艺、缓冷、回火热处理工艺的合理调配，生产出厚度规格10‑100mm，洛氏硬度达到31±2HRC，同板硬度波动≤1HRC的预硬化塑料模具钢，产品质量稳定、均匀，生产流程简单、易控。

Description

一种高均匀性预硬化塑料模具钢的生产方法
技术领域
本发明属于冶金材料制备技术领域，具体涉及一种高均匀性预硬化塑料模具钢的生产方法。
背景技术
塑料模具钢是制造业中塑料模具的核心原材料，随着制造业的发展，模具钢的用量也将会进一步提升。塑料模具钢既要承受炽热的塑料熔融液的冲刷磨损，又要承受氯、氟等有害气体的腐蚀，其工作环境复杂，合金元素种类较多，内部的影响机制多样化，同时对产品的性能及均匀性有较高的要求。目前国内不同企业的同类产品质量参差不齐，不同钢企没有统一的产品标准，也没有标准化的生产流程。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高均匀性预硬化塑料模具钢的生产方法，主要通过对塑料模具钢从成分设计到工艺全流程的控制，生产出产品洛氏硬度达到31±2HRC，同板硬度波动≤1HRC的均匀稳定产品。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高均匀性预硬化塑料模具钢的生产方法，使用坯料厚度为300mm，塑料模具钢化学成分重量百分比为：C：0.37-0.45％，Si：0.20-0.40％，Mn：1.20-1.60％，P≤0.030％，S≤0.015％，Cr：1.40-1.70％，Mo：0.10-0.20％，Cu:≦0.30％，其余为Fe及残余元素；工艺步骤如下：转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→连铸→铸坯加热→高压水除鳞→两阶段轧制→矫直→下线堆垛缓冷48小时→探伤→回火处理→取样检验→入库发运。
进一步地，所述铸坯加热步骤中，铸坯在炉时间为10-13min/cm，铸坯出炉平均温度1180-1230℃。
进一步地，所述高压水除鳞步骤高压水水压≥21MPa，除磷率100％，除鳞后温度1040-1080℃。
进一步地，所述两阶段轧制包括粗轧阶段和精轧阶段，粗轧阶段展宽后纵轧，根据不同厚度轧制7-9道次后进入精轧阶段；精轧阶段开轧温度表面计算温度900-980℃，终轧温度840-890℃。
进一步地，所述回火处理根据厚度规格采用不同的参数，具体如下：厚度规格≤22mm，回火温度630-650℃，保温系数2-3min/mm；厚度规格(22，50]mm，回火温度610-630℃，保温系数2-3min/mm；厚度规格(50，80]mm，回火温度580-600℃，保温系数2-3min/mm；厚度规格(80，100]mm，回火温度550-580℃，保温系数2-3min/mm。
进一步地，塑料模具钢产品厚度范围10-100mm，洛氏硬度达到31±2HRC，同板硬度波动≤1HRC。
本发明具有以下有益效果：本发明通过C、Mn、Cr、Mo含量的合理调配，通过合理的加热制度、轧制工艺、缓冷、回火热处理工艺的合理调配，生产出厚度规格10-100mm，洛氏硬度达到31±2HRC，同板硬度波动≤1HRC的预硬化塑料模具钢，产品质量稳定、均匀，生产流程简单、易控。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
一种高均匀性预硬化塑料模具钢的生产方法，塑料模具钢化学成分重量百分比为：C：0.37-0.45％，Si：0.20-0.40％，Mn：1.20-1.60％，P≤0.030％，S≤0.015％，Cr：1.40-1.70％，Mo：0.10-0.20％，Cu:≦0.30％，其余为Fe及残余元素；工艺步骤如下：转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→连铸→铸坯加热→高压水除鳞→两阶段轧制→矫直→下线堆垛缓冷48小时→探伤→回火处理→取样检验→入库发运。
使用坯料厚度为300mm，产品经过转炉冶炼，LF精炼，RH精炼，连铸浇注，熔炼成分符合要求的铸坯，进入轧钢工序。
铸坯加热步骤中，铸坯在炉时间为10-13min/cm，铸坯出炉平均温度1180-1230℃。
高压水除鳞步骤高压水水压≥21MPa，除磷率100％，除鳞后温度1040-1080℃。
两阶段轧制包括粗轧阶段和精轧阶段，粗轧阶段展宽后纵轧，根据不同厚度轧制7-9道次后进入精轧阶段；精轧阶段开轧温度表面计算温度900-980℃，终轧温度840-890℃。
矫直步骤：钢板轧制后经过热矫直机进行矫直，保证板面平整。
钢板堆垛：钢板轧制后快速下线收集，进行钢板堆垛缓冷，缓冷时间48h，缓冷后按照成品要求进行切割定尺。
探伤：对钢板进行逐张探伤检测。
回火处理根据厚度规格采用不同的参数，具体如下：厚度规格≤22mm，回火温度630-650℃，保温系数2-3min/mm；厚度规格(22，50]mm，回火温度610-630℃，保温系数2-3min/mm；厚度规格(50，80]mm，回火温度580-600℃，保温系数2-3min/mm；厚度规格(80，100]mm，回火温度550-580℃，保温系数2-3min/mm。
塑料模具钢产品厚度范围10-100mm，洛氏硬度达到31±2HRC，同板硬度波动≤1HRC。
本发明实施例中对于样品的洛氏硬度测试采用如下方法进行：在钢板表面随机选取9个点；用砂轮机打磨掉钢板表面的氧化铁皮后，采用里氏硬度计进行表面硬度的测量。
实施例1
本实施例中16mm厚度的模具钢生产方法，经过转炉冶炼，LF精炼，RH精炼，板坯连铸浇注后，熔炼成分为：C：0.38％，Si：0.27％，Mn：1.30％，P≤0.13％，S≤0.05％，Cr：1.45％，Mo：0.18％，Cu≦0.30％，其余为Fe及残余元素，坯料断面为300*1820mm。
按照以下工艺参数进行控制：
加热工艺：铸坯加热时间300min，铸坯出炉平均计算温度为1190℃；
除磷工艺：除鳞高压水水压≥21MPa，100％，除鳞后温度1050℃；
粗轧阶段，展宽2道后纵轧，根据不同厚度轧制7道次后进入精轧阶段；
精轧阶段：开轧表面计算温度920℃，终轧温度850℃；
矫直：钢板轧制后经过热矫直机进行矫直，保证板面平整；
钢板堆垛：钢板快速下线堆垛缓冷，缓冷时间为48h；
切割定尺：钢板进行缓冷48h后，16*2200*长度进行切割定尺；
探伤：对钢板进行逐张探伤检测，满足GB/T2970Ⅰ级探伤标准要求；
回火工艺：回火温度630℃，保温系数2.5min/mm，即保温40min；
轧制后钢板板形良好，洛氏硬度见表1。
表1 实施例1钢板洛氏硬度检测结果厚度：16mm
位置 洛氏硬度1 洛氏硬度2 洛氏硬度3
头 31.6 31.4 31.6
中 30.8 30.9 31.0
尾 31.4 30.9 31.1
实施例2
本实施例中57mm厚度的模具钢生产方法，经过转炉冶炼，LF精炼，RH精炼，板坯连铸浇注后，熔炼成分为：C：0.42％，Si：0.27％，Mn：1.45％，P≤0.15％，S≤0.05％，Cr：1.60％，Mo：0.15％，Cu≦0.30％，其余为Fe及残余元素，坯料尺寸为300*2000mm。
按照以下工艺参数进行控制：
加热工艺：铸坯加热时间345min，铸坯出炉平均计算温度为1210℃；
除磷工艺：除鳞高压水水压≥21MPa，100％，除鳞后温度1062℃；
粗轧阶段，展宽2道后纵轧，根据不同厚度轧制9道次后进入精轧阶段；
精轧阶段：开轧表面计算温度950℃，终轧温度867℃；
矫直：钢板轧制后经过热矫直机进行矫直，保证板面平整；
钢板堆垛：钢板快速下线堆垛缓冷，缓冷时间为48h；
切割定尺：钢板进行缓冷48h后，57*2275mm长度进行切割定尺；
探伤：对钢板进行逐张探伤检测，满足GB/T2970Ⅰ级探伤标准要求；
回火工艺：回火温度600℃，保温系数2.3min/mm，即保温132min；
轧制后钢板板形良好，洛氏硬度见表2。
表2 实施例2钢板洛氏硬度检测结果厚度：57mm
位置 洛氏硬度1 洛氏硬度2 洛氏硬度3
头 29.9 29.7 30.2
中 30.1 30.4 30.1
尾 30.5 29.8 30.3
实施例3
本实施例中100mm厚度的模具钢生产方法，经过转炉冶炼，LF精炼，RH精炼，板坯连铸浇注后，熔炼成分为：C：0.44％，Si：0.40％，Mn：1.53％，P≤0.14％，S≤0.07％，Cr：1.69％，Mo：0.20％，Cu≦0.30％，其余为Fe及残余元素，坯料尺寸为300*2200mm。
按照以下工艺参数进行控制：
加热工艺：铸坯加热时间387min，铸坯出炉平均计算温度为1224℃；
除磷工艺：除鳞高压水水压≥21MPa，100％，除鳞后温度1076℃；
粗轧阶段，展宽2道后纵轧，根据不同厚度轧制8道次后进入精轧阶段；
精轧阶段：开轧表面计算温度960℃，终轧温度877℃；
矫直：钢板轧制后经过热矫直机进行矫直，保证板面平整；
钢板堆垛：钢板快速下线堆垛缓冷，缓冷时间为48h；
切割定尺：钢板进行缓冷48h后，100*2200mm长度进行切割定尺；
探伤：对钢板进行逐张探伤检测，满足GB/T2970Ⅰ级探伤标准要求；
回火工艺：回火温度556℃，保温系数2.0min/mm，即保温200min；
轧制后钢板板形良好，洛氏硬度见表3。
表3 实施例3钢板洛氏硬度检测结果厚度：100mm
位置 洛氏硬度1 洛氏硬度2 洛氏硬度3
头 32.1 32.4 32.7
中 32.3 32.5 32.2
尾 32.5 32.7 32.4
本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (6)

1.一种高均匀性预硬化塑料模具钢的生产方法，其特征在于，使用坯料厚度为300mm，塑料模具钢化学成分重量百分比为：C：0.37-0.45％，Si：0.20-0.40％，Mn：1.20-1.60％，P≤0.030％，S≤0.015％，Cr：1.40-1.70％，Mo：0.10-0.20％，Cu:≦0.30％，其余为Fe及残余元素；工艺步骤如下：转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→连铸→铸坯加热→高压水除鳞→两阶段轧制→矫直→下线堆垛缓冷48小时→探伤→回火处理→取样检验→入库发运。
2.如权利要求1所述的高均匀性预硬化塑料模具钢的生产方法，其特征在于，所述铸坯加热步骤中，铸坯在炉时间为10-13min/cm，铸坯出炉平均温度1180-1230℃。
3.如权利要求1所述的高均匀性预硬化塑料模具钢的生产方法，其特征在于，所述高压水除鳞步骤高压水水压≥21MPa，除磷率100％，除鳞后温度1040-1080℃。
4.如权利要求1所述的高均匀性预硬化塑料模具钢的生产方法，其特征在于，所述两阶段轧制包括粗轧阶段和精轧阶段，粗轧阶段展宽后纵轧，根据不同厚度轧制7-9道次后进入精轧阶段；精轧阶段开轧温度表面计算温度900-980℃，终轧温度840-890℃。
5.如权利要求1所述的高均匀性预硬化塑料模具钢的生产方法，其特征在于，所述回火处理根据厚度规格采用不同的参数，具体如下：厚度规格≤22mm，回火温度630-650℃，保温系数2-3min/mm；厚度规格(22，50]mm，回火温度610-630℃，保温系数2-3min/mm；厚度规格(50，80]mm，回火温度580-600℃，保温系数2-3min/mm；厚度规格(80，100]mm，回火温度550-580℃，保温系数2-3min/mm。
6.如权利要求1所述的高均匀性预硬化塑料模具钢的生产方法，其特征在于，塑料模具钢产品厚度范围10-100mm，洛氏硬度达到31±2HRC，同板硬度波动≤1HRC。
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