本发明专利技术公开了一种截面硬度均匀的塑料模具钢厚板生产工艺，该生产工艺对传统塑料模具钢的成分进行适当调整，采用开合式水冷模铸机浇注、合理的加热制度及控轧控冷工艺、并通过轧后中温回火处理得到塑料模具钢厚板，该生产工艺利用水冷模铸坯厚板坯，通过控制轧制，利用轧后余热、控制冷却实现在线预硬化，然后中温回火，实现钢的预硬化处理。本发明专利技术不仅可以减少能源消耗，减少污染；并能提高组织和硬度的均匀性和预硬化回火工艺的稳定性。本发明专利技术将厚度３００－４００ｍｍ铸坯轧制出６０－１２０ｍｍ特厚规格的钢板，截面硬度均匀，硬度相差很小，综合性能好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种塑料模具钢的生产工艺，具体地说是一种截面硬度均勻的塑料模 具钢厚板生产工艺。
技术介绍
随着我国塑料工业的迅速发展，市场对大型塑料模具钢的需求量日益增加，为了 提高模具的使用寿命，模具的加工精度及塑料制品的质量，对模具钢的质量要求越来越高。传统铸锭方法生产模具钢模耗高浇注难，脱模困难，钢液凝固慢，易产生缩孔，偏 析，短锭跑钢等缺陷，且生产效率低，成本高，成材率低。电渣重熔扁锭的生产需要专门的设 备，需要大的投资，工艺复杂，而且能耗高。连铸生产节奏快，不足以使所有的夹杂物有足够 的时间上浮，矫直后铸坯处于水平位置时，在冶金长度内，铸坯内部仍然存在液态金属的凝 固，在凝固过程中部分夹杂上浮受到铸坯外部凝固层的阻隔，而后部接近完全凝固的芯部 补缩通道并不畅通，因而造成连铸坯存在不同程度的夹杂富集、偏析以及疏松区域。采用连 铸坯生产压缩比较小的厚板，对连铸坯的质量要求是非常高的，采用普通连铸工艺生产优 质厚钢板较为困难。塑料模具钢传统热处理工艺是淬火/正火+回火，这样不仅多了工序环节，同时也 带来能源损失，工人劳动强度大等问题。
技术实现思路
为了克服现有塑料模具钢厚板生产存在的问题，本专利技术的目的是提供一种截面硬 度均勻的塑料模具钢厚板生产工艺，该生产工艺利用水冷模铸坯厚板坯，通过控制轧制，利 用轧后余热、控制冷却实现在线预硬化，然后中温回火，达到该类钢进行预硬化处理目的。 本专利技术不仅可以减少能源消耗，减少污染；并能提高组织和硬度的均勻性和预硬化回火工 艺的稳定性。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的—种截面硬度均勻的塑料模具钢厚板生产工艺，其特征在于该生产工艺对传统塑 料模具钢的成分进行适当调整，采用开合式水冷模铸机浇注、合理的加热制度及控轧控冷 工艺、并通过轧后中温回火处理得到塑料模具钢厚板，具体步骤如下1)在传统模具钢P20的成分基础上进行了适当调整，在满足硬度的前提下，适当 降低碳量，同时加入微量Ti细化晶粒，加入微量B提高淬透性，使截面硬度更加均勻；塑料 模具钢的化学成分重量百分比为M 0. 30-0. 36%、锰0. 90-1. 20%、铬1. 40-1. 70%、钼 0. 30-0. 50%、硅0· 40-0. 60%、磷;^ 0. 01、硫;^ 0. 002,It^ 0. 03、硼;^ 0. 002。2)采用开合式水冷模铸机浇注，采用低温浇注，底注上补缩的浇注工艺，循环水冷 结晶器使钢液快速凝固，钢液不承受任何收缩阻力，保证模铸坯宽面无裂纹；3)确定加热炉内加热制度，钢锭的加热温度不超过1240°C，使合金元素充分固 溶；钢锭采用热送温装，入炉温度大于250°C。粗轧温度为1080-1180°C，粗轧阶段采用高温3大压下，精轧阶段900-95(TC开轧后，终轧温度>90(TC ；轧后下线温度250°C以下，轧后堆 冷，堆冷时间在24h左右，得到钢板；4)对钢板进行回火处理，回火温度在550-580°C，得到60_120mm截面硬度均勻的塑料模具钢厚板。本专利技术步骤2)中，低温浇注可防止柱状晶粗大；在水循环下强制冷却，凝固成坯， 在表面形成较细的一层等轴晶，表面质量好；角部设有用来分散应力的圆弧，得到的模铸坯 无角裂；模铸坯中心等轴晶率>30%，可视缩孔为零。步骤3)中，采用合适的加热制度，钢 锭的加热时间为5-6小时；控制终轧温度和下线温度，采用在线风冷的方法实现在线预硬 化处理；并通过回火处理消除应力，降低钢板硬度。本专利技术在传统模具钢P20的成分基础上进行了适当调整，碳对钢的强韧性、硬度、 耐磨性有决定性影响，碳量增多，硬度、强度和耐磨性增高，但韧性下降。在满足硬度的前提 下，适当降低碳量，同时加入微量Ti细化晶粒，加入微量B提高淬透性，使截面硬度更加均 勻。冶炼化学成分C、Cr、Mo、Mn必须控制在很窄的范围。本专利技术通过控制轧制，利用轧后余热、控制冷却实现在线直接正火，然后中温回 火，达到该类钢进行预硬化处理目的。本专利技术在采用开合式水冷模铸机浇注时，钢液静态结晶，无拉矫，出现角裂和内裂 的机会少。底注工艺，夹杂物易上浮。角部设有用来分散应力的圆弧，圆弧为R25mm，得到的 模铸坯无角裂；循环水冷结晶器使钢液结晶速度快，无2次和3次枝状晶；模铸机可由多个 模体结合，铸坯品种规格调整更换容易，适用范围广；可进行高温脱模，条件允许，钢坯可实 现热送，温装；铸坯内部质量与连铸坯相近，由于无震痕，角裂和表面氧化，表面质量明显优 于连铸坯。本专利技术中60_120mm厚的钢板经控轧和风冷后，硬度值有一定差异，但一般随钢板 厚度的增加，硬度有下降趋势。同一厚度钢板的边部硬度最高，芯部硬度最低，且随钢板厚 度的减小，硬度差减小。边部一般得到马氏体组织，心部为贝氏体和索氏体的混合组织。通 过控轧控冷的手段，实现塑料模具钢预硬化，并提高组织和硬度的均勻性和预硬化回火工 艺的稳定性。在模具钢生产中采用控轧控冷+中温回火的工艺是很好的节能途径。本专利技术控轧 控冷后硬度满足淬硬性要求，回火温度后可满足预硬化状态交货的技术要求。生产的钢板 规格可达120mm，其组织为回火马氏体和少量贝氏体组织，在此状态具有良好的强韧性和足 够的硬度，洛氏硬度在33-35之间。通过控轧控冷替代离线正火，可节约能源，为企业创造 巨大的经济效益和社会效益。本专利技术的有益效果如下1、传统的塑料模具钢采用中等水平的碳含量，以Fe-C两元素为基础，通过Si、Cr、 Mn、Mo等合金元素对钢基体的强化，确保钢具有较高的淬透性能，经淬、回火调质后获得良 好切削加工性能的回火马氏体组织。本专利技术在满足硬度的前提下，适当降低碳量，同时加入 微量Ti细化晶粒，加入微量B提高淬透性，使截面硬度更加均勻。2、水冷模铸浇注适应多品种、多尺寸规格、小批量的需求，浇注速度快，开模脱坯 时间短，铸坯无缩孔和气孔，成品率高。脱模时铸出的钢坯温度高，可以进轧机直接轧制。水 冷模铸坯的质量高于模铸坯，生产成本低于连铸坯。43、铸坯厚度300-400mm，可以轧制出60_120mm特厚规格的塑料模具钢，超声波检 测达GB/T2970-2004标准I级，夹杂物级别较低，晶粒度达9级，综合性能良好，满足了用户 要求和市场需求。4、采用的控轧控冷+中温回火工艺简单合理，通过在线预硬化处理，使钢板截面 硬度均勻，截面硬度相差很小，通过正火轧制替离线正火，不仅可以减少能源消耗，减少污 染可以为企业带来很大的经济效益和社会效益。通过控轧控冷的手段，实现P20的预硬化， 并提高组织和硬度的均勻性和预硬化回火工艺的稳定性。附图说明图1 (a)是厚度为IOOmm的塑料模具钢厚板热轧态边部组织形态图；图1 (b)是厚度为IOOmm的塑料模具钢厚板热轧态1/4处组织形态图；图1 (c)是厚度为IOOmm的塑料模具钢厚板热轧态芯部组织形态图；图2 (a)是厚度为IOOmm的塑料模具钢厚板回火态边部组织形态图；图2 (b)是厚度为IOOmm的塑料模具钢厚板回火态1/4处组织形态图；图2(c)是厚度为IOOmm的塑料模具钢厚板回火态芯部组织形态图。具体实施例方式一种截面硬度均勻的塑料模具钢厚板生产工艺，该生产工艺采用合适的化学成分 设计、开合式水冷模铸机浇注、通过合理的加热本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种截面硬度均匀的塑料模具钢厚板节能生产工艺，其特征在于该生产工艺对传统塑料模具钢的成分进行适当调整，采用开合式水冷模铸机浇注、合理的加热制度及控轧控冷工艺、并通过轧后中温回火处理得到塑料模具钢厚板，具体步骤如下：１）在传统模具钢Ｐ２０的成分基础上进行了适当调整，在满足硬度的前提下，适当降低碳量，同时加入微量Ｔｉ细化晶粒，加入微量Ｂ提高淬透性，使截面硬度更加均匀；塑料模具钢的化学成分重量百分比为：碳０．３０－０．３６％、锰：０．９０－１．２０％、铬：１．４０－１．７０％、钼：０．３０－０．５０％、硅：０．４０－０．６０％、磷≤０．０１、硫≤０．００２，钛≤０．０３、硼≤０．００２。２）采用开合式水冷模铸机浇注，采用低温浇注，底注上补缩的浇注工艺，循环水冷结晶器使钢液快速凝固，钢液不承受任何收缩阻力，保证模铸坯宽面无裂纹；３）确定加热炉内加热制度，钢锭的加热温度不超过１２４０℃，使合金元素充分固溶；粗轧温度为１０８０－１１８０℃，粗轧阶段采用高温大压下，精轧阶段９００－９５０℃开轧后，终轧温度≥９００℃；轧后下线温度２５０℃以下，轧后堆冷，得到钢板；４）对钢板进行回火处理，回火温度在５５０－５８０℃，得到６０－１２０ｍｍ截面硬度均匀的塑料模具钢厚板。...
【技术特征摘要】
1.一种截面硬度均勻的塑料模具钢厚板节能生产工艺，其特征在于该生产工艺对传统 塑料模具钢的成分进行适当调整，采用开合式水冷模铸机浇注、合理的加热制度及控轧控 冷工艺、并通过轧后中温回火处理得到塑料模具钢厚板，具体步骤如下1)在传统模具钢P20的成分基础上进行了适当调整，在满足硬度的前提下，适当降低 碳量，同时加入微量Ti细化晶粒，加入微量B提高淬透性，使截面硬度更加均勻；塑料模 具钢的化学成分重量百分比为碳0. 30-0. 36%、锰0. 90-1. 20%、铬1. 40-1. 70 %、钼 0. 30-0. 50%、硅0· 40-0. 60%、磷;^ 0. 01、硫;^ 0. 002,It^ 0. 03、硼;^ 0. 002。2)采用开合式水冷模铸机浇注，采用低温浇注，底注上补缩的浇注工艺，循环水冷结晶 器使钢液快速凝固，钢液不承受任何收缩阻力，保证模铸坯宽面无裂纹；3)确定加热炉内加热制度，钢锭的加热温度不超过1240°C，使合金元素充分固溶；粗 轧温度为108...
【专利技术属性】
技术研发人员：张逖，李明，邱红雷，石小军，
申请(专利权)人：南京钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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