CN115491475B - 一种稀土微合金化低成本高硬度塑料模具钢p20的制备方法 - Google Patents

一种稀土微合金化低成本高硬度塑料模具钢p20的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种稀土微合金化低成本高硬度塑料模具钢P20的制备方法，属于冶金材料技术领域，特别是模具用钢领域，采用宽厚板连铸坯为热轧原料，进行加热、控轧控冷、回火，最终得到具有良好硬度和耐磨性能的钢板。通过硬度检测，该钢板预硬化硬度HRC为30～36，试样淬火温度：850～880℃，冷却剂为油，试样硬度HRC≥60。

Description

一种稀土微合金化低成本高硬度塑料模具钢P20的制备方法
技术领域
本发明涉及模具用钢领域，尤其涉及一种稀土微合金化低成本高硬度塑料模具钢P20的制备方法。
背景技术
塑料模具钢P20，是模具行业用量很大的一种典型预硬化处理模具钢，在预硬态下冷加工制成模具后可以直接使用，P20模具钢广泛应用于热塑模、拉伸模、吹塑模等，是汽车、家电等行业所用塑料成型模的主要材料。P20钢是中碳Cr-Mo系塑料模具钢，具有良好的可切削性及镜面研磨性能。含Mo系列钢的强度、韧性及耐高温性能较好，但成本大幅度增加。针对这种情况，结合资源特色开发出稀土经济型P20模具钢，其主要特点是取消合金元素Mo的添加，添加Cr、B等合金元素，通过轧制及回火处理达到预硬效果，在降低成本的同时也保证了硬度要求。通过稀土处理提高硬度和耐磨性能，延长使用寿命，创造良好的经济效益。
发明内容
本发明的目的是提供一种稀土微合金化低成本高硬度塑料模具钢P20的制备方法，该钢板具有良好的硬度、耐磨性能。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种稀土微合金化低成本高硬度塑料模具钢P20的制备方法，包括如下步骤：
冶炼及连铸：铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉脱碳、脱磷，进行LF炉外精炼以及RH炉真空脱气，板坯连铸，板坯清理、缓冷，板坯质量检查；
加热及控轧控冷：加热至1180℃～1255℃出炉，高压水除鳞后进行轧制，粗轧开轧温度1090℃～1175℃，终轧温度975℃～1040℃，保证单道次压下率≥11％，累积压下率≥61％，待温厚度为成品厚度的2.3～3.8倍，精轧开轧温度≤955℃，保证单道次压下率≥12％，累积压下率≥63％，终轧温度范围为830℃～880℃，精轧后以10～19℃/s的冷速冷却到590～640℃，然后送往矫直机矫直；
热处理：钢板经过表面质量检查以后，进行表面抛丸，在500～570℃进行保温30分钟的回火处理；
通过硬度检测，该钢板预硬化硬度HRC为30～36，试样淬火温度：850～880℃，冷却剂为油，试样硬度HRC≥60；
其中热轧原料成分质量分数为：C：0.28～0.40％，Si：0.20～0.80，Mn：0.60～1.00％，P≤0.015％，S≤0.010％，B：0.0010～0.0060％，Cr：1.40～2.00％，Al：0.020～0.050％，RE：0.0015～0.030％，N≤0.003％，O≤0.002％，其余为铁和其他不可避免的杂质。
进一步的，包括如下步骤：
冶炼及连铸：铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉脱碳、脱磷，进行LF炉外精炼以及RH炉真空脱气，板坯连铸，板坯清理、缓冷，板坯质量检查；
加热及控轧控冷：加热至1210℃出炉，高压水除鳞后进行轧制，粗轧开轧温度1125℃，终轧温度999℃，保证单道次压下率为≥11％，累积压下率63％，待温厚度为成品厚度的2.9倍，精轧开轧温度939℃，二阶段保证单道次压下率为≥12％，累积压下率65％，终轧温度为850℃，精轧后以14℃/s的冷速冷却到600℃，然后送往矫直机矫直；
热处理：钢板经过表面质量检查以后，进行表面抛丸，在540℃进行保温30分钟的回火处理；
通过硬度检测，该钢板预硬化硬度HRC为33，试样淬火温度：860℃，冷却剂为油，试样硬度HRC为65。
进一步的，包括如下步骤：
冶炼及连铸：铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉脱碳、脱磷，进行LF炉外精炼以及RH炉真空脱气，板坯连铸，板坯清理、缓冷，板坯质量检查。
加热及控轧控冷：加热至1240℃出炉，高压水除鳞后进行轧制，粗轧开轧温度1134℃，终轧温度1012℃，保证单道次压下率为≥11％，累积压下率64％，待温厚度为成品厚度的3.0倍，精轧开轧温度942℃，保证单道次压下率为≥13％，累积压下率66％，终轧温度为870℃，精轧后以17℃/s的冷速冷却到615℃，然后送往矫直机矫直；
热处理：钢板经过表面质量检查以后，进行表面抛丸，在565℃进行保温30分钟的回火处理；
通过硬度检测，该钢板预硬化硬度HRC为35，试样淬火温度：870℃，冷却剂为油，试样硬度HRC为72。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
通过硬度检测，该钢板预硬化硬度HRC为30～36，试样淬火温度：850～880℃，冷却剂为油，试样硬度HRC≥60。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明实施例1显微组织照片。
具体实施方式
本发明的方法是采用宽厚板连铸坯为热轧原料，进行加热、控轧控冷、回火，最终得到具有良好硬度和耐磨性能的钢板。
通过硬度检测，该钢板预硬化硬度HRC为30～36，试样淬火温度：850～880℃，冷却剂为油，试样硬度HRC≥60。
热轧原料成分设计方案如下：
元素质量分数为：C：0.28～0.40％，Si：0.20～0.80，Mn：0.60～1.00％，P≤0.015％，S≤0.010％，B：0.0010～0.0060％，Cr：1.40～2.00％，Al：0.020～0.050％，RE(La)：0.0015～0.030％，N≤0.003％，O≤0.002％，其余为铁和其他不可避免的杂质。
所述稀土微合金化低成本高硬度塑料模具钢的制备方法，包括如下步骤：冶炼及连铸：铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉脱碳、脱磷，进行LF炉外精炼以及RH炉真空脱气，板坯连铸(电磁搅拌、轻压下)，板坯清理、缓冷，板坯质量检查。
加热及控轧控冷：加热至1180℃～1255℃出炉，高压水除鳞后进行轧制，粗轧开轧温度1090℃～1175℃，终轧温度975℃～1040℃，保证单道次压下率≥11％，累积压下率≥61％，待温厚度为成品厚度的2.3～3.8倍，精轧开轧温度≤955℃，保证单道次压下率≥12％，累积压下率≥63％，终轧温度范围为830℃～880℃，精轧后以10～19℃/s的冷速冷却到590～640℃，然后送往矫直机矫直。
热处理：钢板经过表面质量检查以后，进行表面抛丸，在500～570℃进行保温30分钟的回火处理。
通过硬度检测，该钢板预硬化硬度HRC为30～36，试样淬火温度：850～880℃，冷却剂为油，试样硬度HRC≥60。
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
连铸坯的化学成分如下：
表1连铸坯化学成分单位：％
C Si Mn P S Alt Cr La B O N
0.33 0.39 0.77 0.010 0.005 0.025 1.62 0.0029 0.0015 0.0018 0.0021
冶炼及连铸：铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉脱碳、脱磷，进行LF炉外精炼以及RH炉真空脱气，板坯连铸(电磁搅拌、轻压下)，板坯清理、缓冷，板坯质量检查。
加热及控轧控冷：加热至1210℃出炉，高压水除鳞后进行轧制，粗轧开轧温度1125℃，终轧温度999℃，保证单道次压下率为≥11％，累积压下率63％，待温厚度为成品厚度的2.9倍，精轧开轧温度939℃，二阶段保证单道次压下率为≥12％，累积压下率65％，终轧温度为850℃，精轧后以14℃/s的冷速冷却到600℃，然后送往矫直机矫直。
热处理：钢板经过表面质量检查以后，进行表面抛丸，在540℃进行保温30分钟的回火处理。
通过硬度检测，该钢板预硬化硬度HRC为33，试样淬火温度：860℃，冷却剂为油，试样硬度HRC为65。
实施例2
连铸坯的化学成分如下：
表3连铸坯化学成分单位：％
C Si Mn P S Alt Cr B La O N
0.38 0.42 0.86 0.008 0.0003 0.027 1.85 0.0025 0.0065 0.0016 0.0022
冶炼及连铸：铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉脱碳、脱磷，进行LF炉外精炼以及RH炉真空脱气，板坯连铸(电磁搅拌、轻压下)，板坯清理、缓冷，板坯质量检查。
加热及控轧控冷：加热至1240℃出炉，高压水除鳞后进行轧制，粗轧开轧温度1134℃，终轧温度1012℃，保证单道次压下率为≥11％，累积压下率64％，待温厚度为成品厚度的3.0倍，精轧开轧温度942℃，保证单道次压下率为≥13％，累积压下率66％，终轧温度为870℃，精轧后以17℃/s的冷速冷却到615℃，然后送往矫直机矫直。
热处理：钢板经过表面质量检查以后，进行表面抛丸，在565℃进行保温30分钟的回火处理。
通过硬度检测，该钢板预硬化硬度HRC为35，试样淬火温度：870℃，冷却剂为油，试样硬度HRC为72。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种稀土微合金化低成本高硬度塑料模具钢P20的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
冶炼及连铸：铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉脱碳、脱磷，进行LF炉外精炼以及RH炉真空脱气，板坯连铸，板坯清理、缓冷，板坯质量检查;
加热及控轧控冷：加热至1180℃～1255℃出炉，高压水除鳞后进行轧制，粗轧开轧温度1090℃～1175℃，终轧温度975℃～1040℃，保证单道次压下率≥11%，累积压下率≥61%，待温厚度为成品厚度的2.3～3.8倍，精轧开轧温度≤955℃，保证单道次压下率≥12%，累积压下率≥63%，终轧温度范围为830℃～880℃，精轧后以10～19℃/s的冷速冷却到590～640℃，然后送往矫直机矫直;
热处理：钢板经过表面质量检查以后，进行表面抛丸，在500~570℃进行保温30分钟的回火处理;
通过硬度检测，该钢板预硬化硬度HRC为30~36，试样淬火温度：850~880℃，冷却剂为油，试样硬度HRC≥60;
其中热轧原料成分质量分数为：C：0.28~0.40%，Si：0.20~0.80%，Mn：0.60~1.00%，P≤0.015%，S≤0.010%， B：0.0010~0.0060%，Cr：1.40~2.00%，Al：0.020~0.050%，RE：0.0015~0.030%，N≤0.003%，O≤0.002%，其余为铁和其他不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的稀土微合金化低成本高硬度塑料模具钢P20的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
冶炼及连铸：铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉脱碳、脱磷，进行LF炉外精炼以及RH炉真空脱气，板坯连铸，板坯清理、缓冷，板坯质量检查；
加热及控轧控冷：加热至1210℃出炉，高压水除鳞后进行轧制，粗轧开轧温度1125℃，终轧温度999℃，保证单道次压下率为≥11%，累积压下率63%，待温厚度为成品厚度的2.9倍，精轧开轧温度939℃，保证单道次压下率为≥12%，累积压下率65%，终轧温度为850℃，精轧后以14℃/s的冷速冷却到600℃，然后送往矫直机矫直；
热处理：钢板经过表面质量检查以后，进行表面抛丸，在540℃进行保温30分钟的回火处理；
通过硬度检测，该钢板预硬化硬度HRC为33，试样淬火温度：860℃，冷却剂为油，试样硬度HRC为65。
3.根据权利要求1所述的稀土微合金化低成本高硬度塑料模具钢P20的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
冶炼及连铸：铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉脱碳、脱磷，进行LF炉外精炼以及RH炉真空脱气，板坯连铸，板坯清理、缓冷，板坯质量检查；
加热及控轧控冷：加热至1240℃出炉，高压水除鳞后进行轧制，粗轧开轧温度1134℃，终轧温度1012℃，保证单道次压下率为≥11%，累积压下率64%，待温厚度为成品厚度的3.0倍，精轧开轧温度942℃，保证单道次压下率为≥13%，累积压下率66%，终轧温度为870℃，精轧后以17℃/s的冷速冷却到615℃，然后送往矫直机矫直；
热处理：钢板经过表面质量检查以后，进行表面抛丸，在565℃进行保温30分钟的回火处理；
通过硬度检测，该钢板预硬化硬度HRC为35，试样淬火温度：870℃，冷却剂为油，试样硬度HRC为72。
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