[发明专利]一种200-350mm厚高探伤要求中碳合金模具钢板及其制造方法

说明书

本发明涉及一种200‑350mm厚高探伤要求中碳合金模具钢板，钢板化学成分(wt％)为C：0.35～0.45，Si≤0.50，Mn：0.80～2.50，Cr：1.50～3.00，Mo：0.10～0.50，Nb：0.05～0.20，P≤0.020，S≤0.010，其余为Fe和不可避免的杂质，保证碳当量在0.90～1.20之间，钢板的探伤级别满足＜ф3.0mm缺陷当量，夹杂物A+B+C+D+Ds总级别为2.0‑2.5。工艺流程为炼钢→连铸→基坯复合→复合坯加热→复合坯轧制→钢板缓冷→钢板热处理→精整→检验→入库。中碳合金模具钢在满足大厚度的前提下，又具有极低的表面和心部硬度差。整个钢板的心部探伤级别＜ф3.0mm缺陷当量。

技术领域

本发明属于特种钢板冶金制造领域，具体涉及一种大厚度的模具钢板的制造方法。

背景技术

近些年，高质量要求的塑料模具钢板需求量较大，尤其是应用于汽车、白色家电等行业的大规格塑料模具钢板，但是目前大规格的塑料模具钢板基本采用钢锭成材，材质均匀性差且内部致密度不高，特别是钢锭近帽口处成材的钢板往往探伤质量较差，偏析严重。对于厚度＜200mm的钢板，国内钢企成材方式较多，如ф1000mm大圆坯、大厚度连铸板坯等，质量明显提升，特别是厚度≤150mm的塑料模具钢板，基本满足了GB/T2970I级探伤要求。而对于厚度≥200mm的塑料模具钢，除采用钢锭成材以外，鞍钢和济钢等企业开发复合坯成材工艺，并取得一定的研究成果。

公布号为CN102896466A的发明专利涉及“一种150～400mm厚塑料模具用钢板的生产方法”，提供了一种采用300mm断面钢坯作为基坯两坯复合，通过真空电子束焊接工艺或全真空电子束焊接形成大厚度坯料，然后轧制成材的方法。以300mm厚连铸板坯两坯复合轧制150～400mm厚钢板，压缩比小，钢板内部质量不能满足行业高端模具发展需要。

公布号为CN105312843A的发明专利涉及“一种高碳特厚模具复合坯的制备方法”，提供了一种高碳钢复合方法，未提及后续的加工以及热处理工艺。

基于以上现有技术，申请人提出一种厚度为200-350mm的高探伤要求中碳合金模具钢板及其制造方法，采用370mm或450mm断面连铸坯作为基坯，根据成品厚度选择两坯或者三坯复合，最终复合坯厚度为710-1080mm，通过真空电子束焊接、复合坯加热、轧制和预硬化处理工序，生产厚度为＞200-350mm的中碳合金模具钢板，钢板探伤缺陷＜ф3.0mm当量要求。

我国高质量的模具钢板长期依赖于进口，造成国内企业的模具原料成本居高不下。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种高探伤要求中碳合金模具钢板及其制造方法，旨在保证钢板板型、力学性能的前提下，获得最大厚度200-350mm的高探伤要求塑料模具钢板。克服现有模铸钢锭成材厚板批次性能差异大、有害元素多、生产成本高的问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种200-350mm厚高探伤要求中碳合金模具钢板，该钢板的化学成分按重量百分比％计为C：0.35～0.45，Si≤0.50，Mn：0.80～2.50，Cr：1.50～3.00，Mo：0.10～0.50，Nb：0.05～0.20，P≤0.020，S≤0.010，其余为Fe和不可避免的杂质，保证碳当量在0.90～1.20之间，钢板的探伤级别满足＜ф3.0mm缺陷当量，夹杂物A+B+C+D+Ds总级别为2.0-2.5。

上述钢板的生产工艺流程为炼钢→连铸→基坯复合→复合坯加热→复合坯轧制→钢板缓冷→钢板热处理→精整→检验→入库。

主要工序的具体操作如下，

(1)炼钢，精准控制钢中合金元素，保证碳当量在0.90-1.20之间，精确控制成分一方面因钢板性能需要，另一方面因后续连铸坯复合需要；强化LF炉精炼环节，充分脱氧脱硫；发挥RH炉真空脱气处理的作用，降低钢中H、N含量；优化吹氩以及钙处理操作，促进夹杂物变性上浮；