[发明专利]一种高锰预硬化塑料模具钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于塑料模具钢技术领域，具体涉及一种高锰预硬化塑料模具钢板及其生产方法。

背景技术

塑料模具钢作为制造塑料、橡胶制品的模具材料，广泛应用于电子通讯设备、家用电器、生活用具、汽车摩托车等各类行业。YB/T 107冶金部塑料模具钢板标准中给出了SM3Cr2Mo，SM3Cr2Ni1Mo两个常用牌号的化学成分，分别对应美国ASTM P20和瑞典718塑料模具钢。一般都以预硬化态交货，硬度控制在28～38HRC之间。

随着塑料制品尺寸的日趋大型化、复杂化，对模具钢材料的寿命、耐磨性、耐蚀性、高抛光性等要求越来越高。目前，我国仍需要从日本、瑞典、德国、奥地利等国家进口大量的塑料模具钢。显然，YB/T 107等行业标准的塑料模具钢牌号不能满足所有的市场要求，急需开发出一系列满足特殊要求的塑料模具钢。

专利CN102312168B提供了一种添加Ti、B元素微合金化的塑料模具钢，专利CN10398141B提供了一种无Mo型低成本塑料模具钢，也添加了B元素增加材料的淬透性。专利CN102899571B发明的塑料模具钢添加一定量的V进行微合金化，采用模铸钢锭再进行轧制的方法进行制造。上述工艺均添加了贵金属合金元素，均不同程度的提高了生产成本。

发明内容

本发明提供了一种高锰预硬化塑料模具钢，同时还提供了一种高锰预硬化塑料模具钢的生产方法。本发明钢板化学成分设计合理，不添加Ni、Nb、Ti、V等贵重元素，工艺简单，产品性能优良。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种高锰预硬化塑料模具钢板，所述钢板化学成分及质量百分含量如下：C：0.32～0.40%，Mn：1.30～1.80%，Si：0.30～0.60%，S≤0.015%，P≤0.020%，Cr：1.40～2.00%，Mo：0.30～0.50%，Al：0.015～0.040%，其余为铁和不可避免的杂质。

本发明所述钢板中，Mn/Cr比和Si/Mo比均控制在0.60～1.50，不添加Ni、Nb、Ti、V等贵重合金元素。

本发明所述钢板硬度为28～38HRC，同一块钢板硬度偏差≤3HRC。

本发明还提供了一种高锰预硬化塑料模具钢板的生产方法，其包括转炉冶炼、LF炉精炼、RH真空精炼、连铸板坯、控轧控冷和高温回火热处理工序，所述钢板化学成分及质量百分含量如下：C：0.32～0.40%，Mn：1.30～1.80%，Si：0.30～0.60%，S≤0.015%，P≤0.020%，Cr：1.40～2.00%，Mo：0.30～0.50%，Al：0.015～0.040%，其余为铁和不可避免的杂质。

本发明所述转炉冶炼工序，入转炉铁水中S≤0.050%；转炉冶炼工序可采用电弧炉冶炼提供初炼钢水，用于转炉冶炼的铁水视S含量高低考虑采用铁水预处理。

本发明所述RH真空冶炼工序可采用VD真空处理或CAS-OB真空精炼进行脱气处理，目的是降低钢水中的气体含量，特别是H含量。

本发明所述连铸板坯工序，采用电磁搅拌和动态轻压下技术，电磁搅拌电流为200-350A，压下量为2～10mm，连铸坯厚度为220～320mm。

连铸板坯工序，采用电磁搅拌和动态轻压下技术，可以连续铸造出偏析小、无疏松的高质量板坯。如说明书附图1所示，1为连铸结晶器，钢水浇注到结晶器中，连续铸造，2为连铸的板坯，3、4、6、7为电磁搅拌辊，成对布置。5、8为动态轻压下辊。电磁搅拌安装在连铸结晶器下部的二次冷却区域，目的是搅拌混合钢水，降低凝固时连铸坯的偏析。动态轻压下安装在弧形段之后的矫直区，在连铸坯凝固末端位置，连铸辊施加一定的压下量，可以获得无疏松的连铸坯。

本发明所述控轧控冷工序，轧制前加热温度为1150～1260℃，高压水除鳞，终轧温度为820～900℃。

本发明所述控轧控冷工序，轧制后视钢板厚度采用空冷和水冷两种方式，对于厚度＜80mm的钢板采用空冷；厚度≥80mm的钢板采用水冷，冷却后钢板返红温度为650～800℃。

本发明所述高温回火热处理工序，采用连续式辊底炉进行高温回火热处理，热处理保温温度为520～620℃，保温时间为40～160min。

本发明高锰预硬化塑料模具钢板产品检测标准参考GB/T 231.1-2009。