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 PDFInfo
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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
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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