[发明专利]一种低合金碳素模具钢板及其生产方法

说明书

一种低合金碳素模具钢板及其生产方法，所述钢板化学成分组成为：C：0.45～0.51%，Si：0.30～0.45%，Mn：0.80～1.00%，P≤0.018%，S≤0.003%，Cr：0.15～0.30%，Mo：0.30～0.50%，Ni：0.40～0.60%，Cu：0.30～0.50%，Nb：0.025～0.045%，Al：0.040～0.060%，其余为Fe及不可避免的杂质。其生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、VD炉真空处理、浇铸、轧制、矫直工序。本发明低合金碳素模具钢板合金含量低，布氏硬度值为250～300HBW，‑20℃冲击功≥100J，硬度高，低温冲击韧性好，生产成本低，可应用于多种模具生产的设备关键部件上。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种低合金碳素模具钢板及其生产方法。

背景技术

随着我国经济的飞速发展，人民生活水平的提高，对模具钢的需求量急剧增加，如家电用品零件、机电工业零部件、橡胶制品、陶瓷制品、塑料制品等大都采用模具成型。由于模具长时间处于较高的温度、压力、应力等环境中，因此对模具钢有较高的要求。我国虽然在模具钢研究方面取得了较大的进展，但是现代制造业的快速发展对模具钢的性能提出了更高的要求。随着行业对模具钢性能要求的不断提高，亟需设计一种合金含量低，生产成本低的碳素模具钢。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种低合金碳素模具钢板，该钢板硬度高，低温韧性好，合金含量低，生产成本低。本发明同时还提供了一种低合金碳素模具钢板的生产方法。

本发明采用如下技术方案：

一种低合金碳素模具钢板，所述钢板化学成分组成及质量百分含量为：C：0.45～0.51%，Si：0.30～0.45%，Mn：0.80～1.00%，P≤0.018%，S≤0.003%，Cr：0.15～0.30%，Mo：0.30～0.50%，Ni：0.40～0.60%，Cu：0.30～0.50%，Nb：0.025～0.045%，Al：0.040～0.060%，其余为Fe及不可避免的杂质。

本发明所述钢板的厚度为30～50mm，布氏硬度值为250～300HBW，-20℃冲击功≥100J。

一种低合金碳素模具钢板的生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、VD炉真空处理、浇铸、轧制、矫直工序。

本发明方法所述LF炉精炼工序，精炼总时间≥40min，白渣保持时间≥20min。

本发明方法所述VD炉真空处理工序，真空度≤66Pa，真空保持时间≥15min，真空破坏后喂入钙线进行钙处理，钙线喂入量为1.5～2.5kg/t钢，然后浇铸成连铸坯。

本发明方法所述轧制工序，采用II型控轧工艺，第Ⅰ阶段开轧温度1100～1120℃，晾钢厚度为钢板厚度+60mm，此阶段最小压下量≥15%，使轧制力能够传递到钢坯中心位置，以细化奥氏体晶粒，提高钢板内部质量；第Ⅱ阶段开轧温度920～940℃，终轧温度860～880℃。

本发明方法所述矫直工序，轧制后钢板带温热矫直，矫直次数3～5次，空冷后得到所述钢板。

各化学成分的含量及在本发明中的作用是：

C：0.45～0.51%，碳对钢的强度、冲击韧性、焊接性能、耐磨性能等都有显著影响。碳含量过低会使钢的硬度低，耐磨性差，且影响控轧效果，也会增大冶炼控制难度，碳含量过高，又会使钢的冲击韧性降低。

Si：0.30～0.45%，硅在炼钢过程中是主要的还原剂和脱氧剂，在镇静钢中含有一定量的硅，硅能显著钢的弹性极限、屈服点和抗拉强度，超过0.5%时，会造成钢的韧性下降，降低钢的焊接性能。

Mn：0.80～1.00%，锰成本低廉，是良好的脱氧剂和脱硫剂，能增加钢的韧性、强度、硬度和耐磨性，提高钢的淬透性，改善钢的热加工性能，锰含量过高，会减弱钢的抗腐蚀能力。