[发明专利]一种42Mn刀模具用宽钢带及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及热轧钢带制造技术领域，特别是一种42Mn刀模具用宽钢带及其制造方法。 

背景技术

GB/T 709-2006《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》将宽度不小于600mm的钢带定义为宽钢带。在刀模具行业，用于皮革、丝绸、纺织品、纸张、纤维板、橡胶、乳胶等制品切割下料的刀模具，通常使用30CrMo牌号窄钢带制作，工艺过程是将热轧钢带分条后冷轧出带刃口的毛坯，再经热处理而成。由于该钢带含有高Cr（0.85%～1.10%）、Mo（0.15%～0.25%）等贵重金属元素，刀模具行业生产成本较高；此外，窄钢带的表面氧化层厚，尺寸偏差大，并且窄钢带的宽度有限制，不便于下料，原料库存量高，材料利用率低。随着社会的发展，刀模具制造业对钢带的采购成本、宽幅、精度、性能和表面质量提出了更高要求。 

发明内容

鉴于现有状况，本发明的目的在于提供板面宽、精度高、性能好、表面质量优、生产成本低的一种42Mn刀模具用宽钢带及其制造方法。 

本发明的总体思路是围绕用户需求而展开：为了降低钢带售价必须首先降低热轧钢带的生产成本，设计全新成分，减少或替代贵重金属用量；为了确保产品使用性能，要求产品具有足够的强度和硬度；为了方便刀模具的制造加工，要求钢板具有板面宽、精度高、表面质量优、良好的加工性。本发明命名的42Mn刀模具用宽钢带，采用了Mn-低Cr-Ti系的成分设计，不使用高含量Cr和Mo金属元素，采用高精度的热连轧机轧制，宽度在700mm~2000mm，便于下料分条剪切。轧制过程通过合理的控制轧制来保证钢带的组织为铁素体加珠光体，使钢带有良好的淬透性，淬火回火后具有良好的强韧性。 

本发明所述一种42Mn刀模具用宽钢带，其化学成分按质量百分数为：C 0.39%~0.46%，Mn 0.80%~0.95%，Si 0.18%~0.35%，Cr 0.10%~0.30%，Ti 0.010%~0.050%， P ≤0.020%，S ≤0.010%，Alt 0.010%~0.050%，其余是铁Fe和不可避免的杂质元素。 

本发明所述一种42Mn刀模具用宽钢带，采用Mn-低Cr-Ti系的成分设计，理由是： 

（1）C: 本发明碳含量选择在0.39%~0.46%，主要考虑到碳是钢铁材料中最廉价、最有效的强化元素，溶入基体中，能起到固溶强化作用，同时能在钢中形成渗碳体和多种碳化物，起到析出强化作用，进一步提高钢的强度；

（2）Si：本发明的硅含量在0.18%~0.35%，Si主要以固溶强化形式来提高钢材的强度，同时也是钢中的脱氧元素，但含量过高，也会降低钢材的塑韧性和焊接性，同时使钢坯加热后表面氧化铁皮粘稠性增加，容易使钢板表面出现麻点等表面问题；

（3）Mn：本发明的锰含量为0.80%~0.95%，Mn是弱碳化物形成元素，它在冶炼中的作用是脱氧和消除硫的不利影响，还可以降低奥氏体转变温度，细化铁素体晶粒，有利于提高钢的强度和韧性。锰还能固溶于铁素体，起到固溶强化作用，随着Mn含量提高，钢材的强度增大，但过高的Mn也将会降低钢材的韧性和焊接性；

（4）Cr ：本发明的铬含量为0.10%~0.30%，铬是钢中提高淬透性的元素，主要是与碳形成碳化物Cr₇C₃或 Cr₂₃C₆，还能与碳形成复合碳化物，提高钢的硬度和耐磨性；

（5）Ti：本发明的钛含量为0.010%~0.050%，Ti是强碳化物和氮化物形成元素，起到细化晶粒提高强韧性的作用。钛还是良好的脱氧剂，可以改善焊接性能；

（6）Alt：本发明的铝含量为0.010%~0.050%，Al是主要的脱氧元素，能细化钢的晶粒。这是由于铝在钢中和氮元素形成细小弥散分布的AlN化合物，起阻碍晶粒长大、细化晶粒作用。另外，铝含量过高，会使钢的焊接性变坏；

（7）钢中的杂质元素的上限控制为P≤0.020%，S≤0.010%，以提高钢的纯净度，改善钢的塑韧性。

一种专用于生产42Mn刀模具用宽钢带的制造方法，其生产工艺如下：