一种含硫塑料模具钢厚板及其生产的基本工艺制造技术
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一种含硫塑料模具钢厚板及其生产的基本工艺制造技术

2023-10-20 纸盒
  • 产品概述

  当前位置:首页专利查询江阴兴澄特种钢铁有限公司专利正文

  本发明专利技术涉及一种含硫塑料模具钢厚板,其厚度能达到200mm,克服现有含硫模具钢厚板中硫化物偏析严重,钢板内部疏松等问题,另提供该含硫塑料模具钢厚板的生产的基本工艺,以450mm厚连铸坯成材,通过合理的加热制度、轧制工艺、热处理制度,使获得的含硫塑料模具钢厚板具备比较好的内部质量,无砂眼,能够完全满足Φ2.0mm的缺陷当量探伤要求,较JB/T 4730.3-2005 І级探伤规定要求更为严格,钢板组织均匀,同板硬度差在2.0HRC以内。

  本专利技术涉及塑料模具钢厚板及冶炼工艺,具体涉及一种利用厚坯成材的含硫塑料模具钢厚板及其生产工艺。

  随着塑料工业的加快速度进行发展,塑料成形用模具产值在工业发达的国家已在模具工业总产值中占得首位。为了改善塑料模具钢的被切削性能,往往在钢中添加易切削元素。目前,美国、德国、日本等工业水平发达国家都发展了一些易切削模具钢,国内易切削塑料模具钢主要为S系和S-Se系,但是由于Se价格较贵,S系易切削钢在市场中占据了主导地位。据统计含硫易切削钢占我国易切削钢总产量的比例达到90%。塑料制品日益向大型化发展,如大型彩电、电冰箱内腔等,为了适应这一趋势,国内一些钢企通过模铸成材工艺开发出一些含硫易切削塑料模具钢厚板,但是成本过高,模具加工企业本希望能够通过降低切削加工费用从而扩大经济效益,但是由于含硫塑料模具钢厚板的成本过高而得不偿失。含硫易切削塑料模具钢在低、中速切削时拥有非常良好的被切削性,但是在截面增大时,硫化物的偏析会较为严重,且容易因偏析引起钢板的探伤不合,因此在开发厚度规格较大的含硫塑料模具钢时,对硫化物偏析的攻关是一大难题。对于含硫塑料模具厚板,往往由于压下量不够导致坯料内部变形不到位,钢板内部质量疏松,因此在开发厚度规格较大的含硫塑料钢板时,对轧制工艺的攻关是另一大难题。专利号8.7申请的“一种易切削塑料模具钢板的生产方法”,以300mm连铸板坯成材开发出厚度≤120mm厚的含硫易切削塑料模具钢板,性能优异,探伤达到GB/T2970标准级水平,但是终究因钢板厚度规格的局限,满足不了市场需求。

  本专利技术所要解决的技术问题是克服现存技术中大截面含硫塑料模具钢厚板硫化物偏析严重,钢板内部疏松等问题,提供一种含硫塑料模具钢厚板及生产的基本工艺,以450mm厚连铸坯成材,通过合理的加热制度、轧制工艺、热处理制度,使获得的含硫塑料模具钢厚板具备比较好的内部质量,无砂眼,能够完全满足Φ2.0mm的缺陷当量探伤要求,钢板组织均匀,同板硬度差在2.0HRC以内。本专利技术解决以上问题所采用的技术方案为,一种含硫塑料模具钢厚板,化学成分按质量百分比计为,C:0.35~0.45%,Si:0.30~0.50%,Mn:1.40~1.60%,Cr:1.80~2.00%,Mo:0.18~0.25%,Ti:0.008~0.015%,S:0.05~0.10%,P≤0.015%,其余为Fe和不可避免的杂质,所述钢板的厚度能达到200mm。本专利技术另一目的是提供一种塑料模具的特厚板生产的基本工艺,具体步骤如下:(1)钢水冶炼,钢水依次经转炉冶炼,LF精炼和RH真空脱气,LF精炼过程采用沉淀脱氧和扩散脱氧相结合的方式来进行脱氧:向钢水中加入硅铁和成袋的碳化硅进行沉淀脱氧,采用飘薄的碳化硅粉末至钢渣表面来进行扩散脱氧,RH真空脱气后进行微调硫,进行钙处理,改变硫化物的形态,喂入的Ti-Fe线,保证晶粒度和优化表面上的质量;(2)连铸,浇注过程控制钢水的过热度为15~25℃,采用中间包加热,结晶器内配置搅拌钢水的电磁搅拌装置以降低坯料内外温差,二冷区布置雾化水冷却装置对坯料表明上进行雾化水冷,有利于坯料表面均匀降温,提高表面上的质量,在钢水凝固末端采用电磁搅拌,减缓坯料偏析现象,再配合动态轻压下工艺,动态轻压下控制坯料压下量≥10mm,获得450mm或以上的连铸坯;(3)缓冷,连铸坯在线切割,下线入坑堆缓冷或加罩堆缓冷,缓冷48小时之后,坯料起坑或出罩时表面温度控制在200~250℃;(4)加热,坯料带温装炉,装炉温度不低于150℃,连续炉分段设定升温速度:≤1000℃,升温速度为80~100℃/h;>1000℃,升温速度50~70℃/h;均热温度1250±10℃,最高加热温度1280℃;(5)轧制,采用低速大压下轧制工艺,前三至四道次累计压下量≥150mm,设定开轧温度1100~1150℃,终轧温度≥950℃,控制轧钢变形温度在1000~1150℃之间,轧制过程中采用2~3次高压水除鳞,保证钢板表面上的质量,轧制结束前增加2~3平整道次,确保钢板不平度≤3mm/m,进一步提升钢板的平整度和表面上的质量,确保钢板表面无裂纹、结疤、气泡、缺陷、夹杂或麻点,在轧制过程中即可确保钢板的平直;(6)缓冷,轧制完成后下线)正火+回火热处理,正火温度860±10℃,保温时间2~4min/mm,回火工艺根据钢板的厚度设定:厚度≤100mm钢板,回火温度580±5℃,在炉时间为4.0min/mm;厚度>100mm钢板,回火温度570±5℃,在炉时间为4.0min/mm,保证所有规格钢板在30~36HRC之内;(8)探伤,按照φ2.0mm的缺陷当量探伤要求做探伤,较JB/T4730.3-2005级探伤规定要求更为严格,合格即获得含硫塑料模具钢厚板成品。优选地,步骤(7)采用台车炉对钢板进行正火+回火热处理,台车炉空间小,内部温度均匀;钢板随炉升温,有助于减缓钢板热应力,保证钢板板型;台车炉采用高炉煤气加热,能够降低生产所带来的成本。优选地,步骤(3)中,坯料从缓冷坑起坑后对坯料表面带温检查,对缺陷进行带温清理,消除坯料表面缺陷,提升产品表面品质。进一步地,步骤(3)中所述缓冷坑底部垫热坯使坑温保持在大于150℃,坯料放满后外层加保温盖;对于加罩堆缓冷坯料,要求罩内剩余空间小,避免过快散热,采用该缓冷方式能够优化连铸坯料内部和表面上的质量,有助于消除外观缺陷。本专利技术具有如下特点:钢水冶炼过程中不使用铝脱氧,避免CaO-Al2O3非金属夹杂物在水口处沉淀,造成水口堵塞,影响连铸生产的正常运行。钢种设计添加0.008~0.015%的钛,起到细化晶粒,优化连铸坯表面上的质量的作用。本专利技术的含硫塑料模具钢厚板是中硫中碳高合金钢,裂纹敏感性强,表面上的质量控制难度大。为避免450mm厚连铸板坯离线冷却过快导致裂纹,铸坯必须做到高温下坑缓冷或者加罩堆缓冷,缓冷坑底部要垫热坯保证坑温大于150℃,坯料放满后外表需加保温盖,对于加罩堆缓冷坯料,要求罩内剩余空间小,避免散热过快。起坑或出罩坯料表面温度200~250℃,带温检查坯料表面上的质量,若有缺陷需要带温清理。从而确保该中流中碳高合金钢的表面上的质量。本专利技术采用低速大压下轧制工艺,确保轧制变形能够渗透到铸坯中心部分,前三、四道次要求累计压下量≥150mm。设定开轧温度开轧温度1100~1150℃,终轧温度≥950℃,为实现坯料硫化物的弥散细化,减少硫化物长宽比,使钢的轧制温度尽量控制在1000~1150℃之间,高温轧制有助于避开硫化物脆性温度区间。本专利技术生产的含硫塑料模具钢厚板,生产所带来的成本低,生产效率高,生产周期短,较钢锭成材工艺生产的塑料模具钢厚板,大幅度提升了成材率,降低了生产所带来的成本。本专利技术生产的含硫塑料模具钢厚板,其最大厚度可达200mm,超声波检验测试能够完全满足φ2.0mm的缺陷当量探伤要求,钢板组织均匀,同板硬度差别小,钢板加工性能好。附图说明图1为本专利技术实施例中含硫塑料模具钢厚板沿板厚方向表面的组织形态图;图2为本专利技术实施例中含硫塑料模具钢厚板沿板厚方向1/4处的组织形态图;图3为本专利技术实施例中含硫塑料模具钢厚板沿板厚方向1/2处的组织形态图;图4为本专利技术实施例中含硫塑料模具钢厚板中硫化物分布金相图。具

  1.一种生产含硫塑料模具钢厚板的工艺,其特征是:该模具钢厚板的化学成分按质量百分比计为,C:0.35~0.45%,Si:0.30~0.50%,Mn:1.40~1.60%,Cr:1.80~2.00%,Mo:0.18~0.25%,Ti:0.008~0.015%,S:0.05~0.10%,P≤0.015%,其余为Fe和不可避免的杂质,所述钢板的厚度能达到200mm;步骤如下(1)钢水冶炼,钢水依次经转炉冶炼,LF精炼和RH真空脱气,LF精炼过程采用沉淀脱氧和扩散脱氧相结合的方式来进行脱氧:向钢水中加入硅铁和成袋的碳化硅进行沉淀脱氧,采用飘薄的碳化硅粉末至钢渣表面来进行扩散脱氧,RH真空脱气后进行钙处理,并喂入的Ti-Fe线)连铸,浇注过程控制钢水的过热度为15~25℃,采用中间包加热,结晶器内配置搅拌钢水的电磁搅拌装置以降低坯料内外温差,二冷区布置雾化水冷却装置对坯料表明上进行雾化水冷,在钢水凝固末端采用电磁搅拌以及动态轻压下工艺,动态轻压下控制坯料压下量≥10mm,获得450mm或以上的连铸坯;(3)缓冷,连铸坯在线切割,下线入坑堆缓冷或加罩堆缓冷,缓冷48小时之后,坯料起坑或出罩时表面温度控制在200~250℃;(4)加热,坯料带温装炉,装炉温度不低于150℃,分段设定升温速度:≤1000℃,升温速度为80~100℃/h;>1000℃,升温速度50~70℃/h...