[发明专利]一种特厚塑料模具用钢板P20的生产方法

说明书

本发明公开了一种特厚塑料模具用钢板P20的生产方法，所述钢板200‑300mm厚，包含如下化学成分：C、Si、Mn、P、S、Cr、V、B，余量为Fe和残留元素；经过包括洁净钢冶炼、水冷模浇注、钢锭清理及加热、轧制、轧后快冷、堆冷、回火热处理等一系列的工艺措施，取消传统工艺的正火工序，有利于降低生产成本、缩短整个工艺流程、减少钢板在线占压，同时获得的钢板内部质量达到锻件水平、具有高硬度及整板硬度差40HB以内的优点，具有良好的市场推广价值。

技术领域

本发明属于特厚模具钢技术领域，具体涉及一种特厚塑料模具用钢板P20的生产方法。

背景技术

模具是制造工业现代化的基础与核心，是推动先进成形技术发展的重要支撑技术，其发展水平是衡量一个国家制造业发展水平的重要标志之一。P20模具钢适用于制作塑料模和压铸低熔点金属的模具材料,用途广泛，要求预先硬化处理至280-340HB且对整板硬度差要求严格。目前，P20模具钢普遍存在生产周期长、硬度差偏差及生产成本过高等诸多问题，与国外先进水平还存在较大差距，严重制约模具产业的发展，因此亟需开发新型高质量低成本模具钢以支撑模具制造业快速发展。

发明内容

针对上述问题，为达到节能环保、降低成本、简化生产流程的目的，本发明提供了一种新的特厚塑料模具用钢板P20的生产方法，有效解决了上述问题，同时采用本发明获得的钢板内部质量达到锻件水平、具有高硬度及整板硬度差40HB以内。具体方案如下：

一种特厚塑料模具用钢板P20的生产方法，所述钢板200-300mm厚，包含如下质量百分比的化学成分：C：0.45-0.51％、Si：0.3-0.6％、Mn：1.50-1.6％、P≤0.006％、S≤0.001％、Cr：1.70-1.80％、V：0.15-0.20％、B：0.0010-0.0.0018％，余量为Fe和残留元素；

所述钢板经粗轧、精轧、轧后快速冷却至500-520℃、堆冷、回火热处理，获得的钢板内部质量达到锻件水平、整板硬度差在40HB以内。

需要说明的是，成分设计中，V有很强的细晶强化作用，极微量的V就能显著增强模具钢的高温强度、高温耐磨性以及回火稳定性，同时能提升模具钢的韧性。

进一步地，所述钢板的生产方法还包括：洁净钢冶炼、水冷模浇注、钢锭清理及加热、轧制、轧后快冷、堆冷、回火热处理；

a.洁净钢冶炼：铁水经KR脱硫、转炉冶炼、吹氩处理、LF精炼及VD真空处理，定氢1.2PPm，VD破空后根据钢水中Als含量加入1.6～2.0m/t钙线进行钙处理，确保W(Ca)/W(Al)＝0.08～0.12，钢水钙质处理能够脱氧、脱硫、去夹杂，改变夹杂物的形态，利于提高钢水纯净度、提高钢材性能，钢水离站前加入覆盖剂，保证铺满钢液面，控制离站温度1545±15℃；

b.水冷模浇注：使用42-48吨定厚调宽水冷钢锭模，锭厚800-840mm，浇注温度控制在1540-1548℃；需要说明的是，浇注过程使用定厚调宽型水冷钢锭模，采用通水强制冷却铜板模壁，具有锭模本体冷却强度大、钢锭本体凝固速度快的特点，由于钢锭帽口采取保温措施，在凝固过程中可使钢锭内部形成上大下小的补缩通道，避免了缩孔的产生，凝固时间大幅缩短进一步减轻钢锭内部的疏松和偏析，同时锭模可实现在线无级调宽，可根据对应宽度钢板灵活调整钢锭宽度。

c.钢锭清理及加热：钢锭在脱模后的24h内清理完毕，清理温度≥240℃；钢锭装炉时炉温小于400℃，炉温450-550℃时焖钢3h，一阶段升温速度60℃/h，当温度升至860℃时保温8h，二阶段升温速度70-80℃/h，炉温至1000℃时不限升温速度，三阶段炉温1220-1240℃时保温16h，翻钢后重新升至1220-1240℃保温4h出钢；加热过程采用焖钢-升温-保温-升温-保温的方式，适当降低加热温度，不仅消除了钢水凝固过程产生的残余应力，而且避免钢锭内部原始奥氏体晶粒过分长大，为钢锭在轧制过程中晶粒的细化奠定坚实基础。