[发明专利]一种含硼非调质塑料模具钢的制造方法

说明书

技术领域

本发明属中厚板钢板制造技术领域，特别是提供了一种含硼非调质塑料模具钢的制造方法，使其屈服强度≥660MPa，抗拉强度≥960MPa，硬度在HV280-320，金相组织为贝氏体。

背景技术

长久以来，塑料模具钢的生产几乎都是特钢厂以铸锭-开坯-轧制-预硬化热处理的模块方式生产，其生产环节多，生产周期长，成本高。本发明旨在中厚板轧机上利用控制轧制控制冷却的方法生产出符合性能要求的塑料模具钢厚板，提高生产效率，扩大生产规模。国内已有工厂利用厚板轧机生产P20等塑料模具钢的先例，但是在轧制后仍需进行调质处理；也有企业尝试采用连铸坯在中厚板轧机上用控轧控冷的方法生产厚度在100mm以下的塑料模具钢，但是鉴于厚板厚度方向的硬度均匀性的控制难题，一般都采用加入淬透性较好的Ni元素，但是Ni元素价格昂贵，生产成本高。

专利200410053281.3虽然也涉及到了一种免淬火的预硬型塑料模具钢，但其化学成份中添加了贵重的合金元素Ni，同时钢中不加B、Ti、V等元素，与本发明相比，合金成本较高。本发明在降低合金元素的前提下通过采用中厚板控轧控冷工艺生产了性能优良的合金塑料模具钢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含B非调质塑料模具钢的制造方法，解决了现有塑料模具钢生产上存在的生产环节多，生产周期长，成本高问题。

本发明所述的钢板为低碳含B不含Ni，化学成分按质量百分数为：C：0.06～0.20％，Si：0.10～0.50％，Mn：1.10～1.80％，P：≤0.015％，S≤0.010％，Cr：1.00～1.90％，B：0.001～0.010％，Mo：0.10～0.80％，余量为Fe。钢板化学成分中不添加贵重的Ni元素，极大地降低了生产成本。发明涉及的钢板厚度规格为20-80mm，沿横断面全部为粒状贝氏体组织。

本发明采用上述化学成分生产厚度为220-320mm的连铸坯，通过热轧和冷却工艺生产屈服强度≥660MPa，抗拉强度≥960MPa，硬度为HV280～320，硬度均匀、机加工性能良好的塑料模具钢厚板，具体按照以下步骤进行：

1)工艺路线：转炉+LF脱硫+RH真空脱气、夹杂物处理+连铸；钢水经LF、RH精炼后浇注成板坯，在中厚板轧机上采用控制轧制和控制冷却工艺轧制20-80mm厚的钢板；

2)采用上述成分冶炼的连铸坯均热温度为1150～1250℃；

3)控制热轧温度，精轧开轧温度在900～950℃，终轧温度在840～880℃。

4)钢板热轧后控冷，冷却速度控制在1～5℃/s。

5)为了消除在轧制过程中产生的残余应力，提高钢板的稳定性和综合性能，防止钢板的锯切开裂，在轧制后需要进行300～500℃的回火处理；钢板综合性能达到预硬型P20的工艺要求。

本发明所涉及的新型塑料模具钢即要满足强度、硬度及硬度均匀性的要求，还要满足与同类产品P20或718具有同等的抛光性能及耐磨性能等使用性能的要求。考虑到降低对资源和能源消耗的问题，本发明采用低碳路线，利用微合金元素V来保证其力学性能，加入适量的B元素及少量Mo元素来保证其淬透性及获得均匀的贝氏体组织，降低对冷却速度的敏感性，保证厚度方向不同区域的组织及硬度的均匀性。

附图说明

图1为本发明钢的静态CCT曲线。

图2为本发明钢的动态CCT曲线。

图3为本发明钢的金相显微组织。

图4为实施例1钢板横截面的硬度分布。

图5为实施例2钢板横截面的硬度分布。

附图说明：塑料模具钢的静态CCT曲线、动态CCT曲线和冷却后的组织。

具体实施方式

实施例1

钢板化学成分如表1中实施例1所示，浇注板坯尺寸为220mm×1700mm，成品板尺寸20×2000×L，按照表2中实施例1所示的生产工艺进行轧制，得到如表3所示的力学性能。钢板横截面的硬度分布见附图4，硬度相差值≤20HV，钢板的抛光性见表4。钢板性能均符合P20预硬型钢板的要求。

实施例2

钢板化学成分如表1中实施例2所示，浇注板坯尺寸为250mm×1700mm，成品板尺寸50×2000×L，按照表2中实施例2所示的生产工艺进行轧制，得到如表3所示的力学性能。钢板横截面的硬度分布见附图4，硬度相差值≤20HV。钢板抛光性见表4。钢板性能均符合P20预硬型钢板的要求。

表1实施例实测化学成分(质量分数％，余量为Fe)

表2实施例工艺参数