專利名稱：一種預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼鋼板及其制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼鋼板在預(yù)硬化處理后，常會(huì)出現(xiàn)鋼板表面硬度不均勻現(xiàn)象，同板硬度差甚至超過30HB，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性和終端用戶的使用造成一定的影響，特別是對(duì)模具的拋光性能的穩(wěn)定性有較大影響，影響到拋光的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼鋼板的上述不足，本發(fā)明提供一種鋼板表面硬度差在20HB之內(nèi)的預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼鋼板，同時(shí)提供該鋼板的制造方法。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是在生產(chǎn)預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼(P20、718等)鋼板過程中，發(fā)現(xiàn)預(yù)硬化后的鋼板表面硬度波動(dòng)較大。鋼板的顯微組織顯示，不同厚度規(guī)格(60-200mm厚)的鋼板，從鋼板表面到心部均有一定數(shù)量的鐵素體存在。鐵素體組織是所有顯微組織中硬度最低的。由此可見，預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼鋼板中存在一定數(shù)量的鐵素體是造成鋼板表面硬度不均勻現(xiàn)象的主要原因。只要能夠抑制預(yù)硬處理過程中鐵素體的析出，就能夠提高預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼鋼板的硬度均勻性。硼在鋼中主要以固溶的形式吸附在晶界上，可以降低晶界的能量，降低先共析鐵素體的形核率，抑制鐵素體晶核的形成，從而抑制鐵素體的形成。本方法的技術(shù)構(gòu)思是在合金塑料模具鋼中加入一定含量的硼，減少甚至杜絕塑料模具鋼鋼板預(yù)硬處理化過程中析出鐵素體，從而提高預(yù)硬態(tài)鋼板的硬度均勻性。硼是極活潑的元素之一， 在鋼中能與鋼液中殘留的氮、氧化合形成穩(wěn)定的化合物而失去其有益的作用，所以，在煉鋼時(shí)，加入適量的Al、Ti對(duì)硼進(jìn)行保護(hù)，以防氮化、氧化。本預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼鋼板的主要特點(diǎn)是在合金塑料模具鋼標(biāo)準(zhǔn)GB1299-2000 中3Cr2Mo化學(xué)成分的基礎(chǔ)上，再加入下述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的鋁、鈦與硼A1 0. 01 0. 08 ；Ti 0. 01 0. 05 ；B 0. 0010 0. 0050。本預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼鋼板的成分的重量百分比為C 0. 28 0. 40 ；Si 0. 20 0. 80 ；Mn 0. 60 1. 0 ；Cr 1. 40-2. 2 ；Mo 0. 30 0. 50 ； P 彡 0. 030 ；S 彡 0. 030 ；Al 0. 01 0. 08 ；Ti 0. 01 0. 05 ；B 0. 0010 0. 0050 ；其余為!^e和不可避免的雜質(zhì)。鋼板的外形尺寸為60 200厚X 300 1500寬X 長(zhǎng)2000 8000mm，表面最大硬度值減最小硬度值為12HB-20HB，一般達(dá)15HB-20HB。本預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼鋼板的制造方法包括下述依次的步驟第一步冶煉將EBT(電爐)冶煉的鋼水經(jīng)LF(鋼包精煉)與VD(真空脫氣)冶煉，鋼水的成分的重量百分比達(dá)下述要求出鋼澆注C 0. 28 0. 40 ；Si 0. 20 0. 80 ；Mn 0. 60 1. 0 ；Cr 1. 40-2. 2 ；Mo 0. 30 0. 50 ； P 彡 0. 030 ；S 彡 0. 030 ；Al 0. 01 0. 08 ；Ti 0. 01 0. 05 ；B 0. 0010 0. 0050 ；其余為 Fe和不可避免的雜質(zhì)。澆注成鋼錠。第二步熱軋將鋼錠在加熱爐中加熱到1180-1290°C，并保溫4士0. 5小時(shí)，然后采用軋機(jī)將鋼錠軋制成60 200厚X 300 1500寬X長(zhǎng)2000 8000mm的鋼板。終軋溫度在800 1000°C之間。第三步冷卻熱軋制后的鋼板以0. 025°C 0. 17°C/秒的冷卻速度冷卻到550°C以下，然后將鋼板裝入350-500°C的緩冷坑緩冷，緩冷時(shí)間不少于M小時(shí)。第四步回火鋼板緩冷后，從緩冷坑中吊出鋼板，使其在空氣中冷卻到室溫，裝入回火爐中，加熱到400-600°C進(jìn)行回火，保溫4-12個(gè)小時(shí)，出爐并在空氣中冷卻到室溫(一般40度以下)。本發(fā)明的目的是提高預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼鋼板硬度均勻性，本發(fā)明排除預(yù)硬化處理因素外，分析發(fā)現(xiàn)預(yù)硬化鋼板中存在鐵素體是影響鋼板表面硬度均勻性的主要原因，在煉鋼時(shí)，加入適量的Al、Ti對(duì)硼進(jìn)行保護(hù)，以防氮化、氧化。采取上述技術(shù)方案以后，預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼鋼板表面硬度差(鋼板表面最大硬度值減最小硬度值)可以控制在20HB之內(nèi)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說明本預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼鋼板及其制造方法的具體實(shí)施方式
，但本預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼鋼板及其制造方法的具體實(shí)施方式
不局限于下述的實(shí)施例。鋼板實(shí)施例一本預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼鋼板實(shí)施例的成分的重量百分比為C 0. 35% ； Si 0. 52 ； Mn 0. 92 ； Cr 1. 45 ； Mo 0. 33 ；P 0.012; S 0.003; Al 0. 030 ； Ti 0. 02 ； B 0. 0025。其余為!^e和不可避免的雜質(zhì)，鋼板規(guī)格為200 X 1000 X 4300mm，鋼板表面最大硬度值減最小硬度值為20HB。鋼板實(shí)施例二本預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼鋼板實(shí)施例的成分的重量百分比為C 0. 32% ； Si 0. 30 ； Mn 0. 65 ； Cr 1. 74 ； Mo 0. 37 ；P 0.009; S 0.001; Al 0. 040 ； Ti 0. 015 ； B 0. 0015。其余為!^e和不可避免的雜質(zhì)，鋼板規(guī)格為200 X 1000 X 4300mm，鋼板表面最大硬度值減最小硬度值為18HB。鋼板實(shí)施例三本預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼鋼板實(shí)施例的成分的重量百分比為C 0. 38% ； Si 0. 68 ； Mn 0. 83 ； Cr 2. 0 ； Mo 0. 45 ；P 0.015; S 0.001; Al 0. 020 ； Ti 0. 04 ； B 0. 0038。其余為!^e和不可避免的雜質(zhì)，鋼板規(guī)格為200 X 1000 X 4300mm，鋼板表面最大硬度值減最小硬度值為15HB。鋼板制造方法實(shí)施例一
本實(shí)施例制造的是上述實(shí)施例的預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼鋼板，本實(shí)施例的步驟如下第一步冶煉將50噸EBT (電爐)冶煉的鋼水60噸依次經(jīng)60噸LF (鋼包精煉)與60噸VD (真空脫氣)冶煉，鋼水的成分的重量百分比達(dá)下述要求出鋼澆注C 0. 35% ； Si 0. 52 ； Mn 0. 92 ； Cr 1. 74 ； Mo 0. 37 ；P 0.012; S 0.003; Al 0. 036 ； Ti 0. 02 ； B 0. 0025。其余為!^e和不可避免的雜質(zhì)。澆注成8支7. 2噸鋼錠。第二步熱軋鋼錠在加熱爐中加熱到1260°C并保溫4小時(shí)，然后采用IOOOmm二輥可逆式初軋機(jī)將鋼錠軋制成200厚X 1000寬X長(zhǎng)4300mm相同規(guī)格鋼板各8塊。終軋溫度在900°C。第三步冷卻熱軋制后的鋼板以0. 025V 0. 17V /秒的冷卻速度冷卻到450°C，然后將鋼板裝入400°C的緩冷坑緩冷48小時(shí)。第四步回火鋼板緩冷后，從緩冷坑中吊出鋼板，使其在空氣中冷卻到室溫，裝入回火爐中，加熱到400°C，在400°C保溫12小時(shí)后，出爐并在空氣中冷卻到室溫。鋼板制造方法實(shí)施例二本實(shí)施例制造的是上述實(shí)施例的預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼鋼板，本實(shí)施例的步驟如下第一步冶煉將50噸EBT (電爐)冶煉的鋼水60噸依次經(jīng)60噸LF (鋼包精煉)與60噸VD (真空脫氣)冶煉，鋼水的成分的重量百分比達(dá)下述要求出鋼澆注C 0. 32% ； Si 0. 30 ； Mn 0. 65 ； Cr 1. 74 ； Mo 0. 37 ；P 0.009; S 0.001; Al 0. 040 ； Ti 0. 015 ； B 0. 0015。其余為!^e和不可避免的雜質(zhì)。澆注成8支7. 2噸鋼錠。第二步熱軋鋼錠在加熱爐中加熱到1280°C并保溫3小時(shí)40分鐘，然后采用IOOOmm 二輥可逆式初軋機(jī)將鋼錠軋制成200厚X 1000寬X長(zhǎng)4300mm相同規(guī)格鋼板各8塊。終軋溫度在 850 "C。第三步冷卻熱軋制后的鋼板以0.025°C 0. 17°C/秒的冷卻速度冷卻到430°C，然后將鋼板裝入420°C的緩冷坑緩冷38小時(shí)。第四步回火鋼板緩冷后，從緩冷坑中吊出鋼板，使其在空氣中冷卻到室溫，裝入回火爐中，加熱到450°C，在450°C保溫10小時(shí)后，出爐并在空氣中冷卻到室溫。鋼板制造方法實(shí)施例三本實(shí)施例制造的是上述實(shí)施例的預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼鋼板，本實(shí)施例的步驟如下第一步冶煉
將50噸EBT (電爐)冶煉的鋼水60噸依次經(jīng)60噸LF (鋼包精煉)與60噸VD (真空脫氣)冶煉，鋼水的成分的重量百分比達(dá)下述要求出鋼澆注C 0. 38% ； Si 0. 68 ； Mn 0. 83 ； Cr 2. 0 ； Mo 0. 45 ；P 0.015; S 0.001; Al 0. 020 ； Ti 0. 04 ； B 0. 0038。其余為!^e和不可避免的雜質(zhì)。澆注成8支7. 2噸鋼錠。第二步熱軋鋼錠在加熱爐中加熱到1280°C并保溫4小時(shí)20分鐘，然后采用IOOOmm 二輥可逆式初軋機(jī)將鋼錠軋制成200厚X 1000寬X長(zhǎng)4300mm相同規(guī)格鋼板各8塊。終軋溫度在 950 "C。第三步冷卻熱軋制后的鋼板以0.025°C 0. 17°C/秒的冷卻速度冷卻到380°C，然后將鋼板裝入360°C的緩冷坑緩冷28小時(shí)。第四步回火鋼板緩冷后，從緩冷坑中吊出鋼板，使其在空氣中冷卻到室溫，裝入回火爐中，加熱到530°C，在530°C保溫8小時(shí)后，出爐并在空氣中冷卻到室溫。鋼板制造方法對(duì)比實(shí)施例本實(shí)施例與鋼板制造方法實(shí)施例的不同之處，是在第一步冶煉時(shí)，冶煉的鋼水的成分不同，它的成分的重量百分比為C 0. 34% ； Si 0. 50 ； Mn 0. 89 ； Cr 1. 76 ； Mo 0. 36 ；P 0.011; S 0.003; Al 0. 005 ；其余為!^e和不可避免的雜質(zhì)。澆注成澆注8支7. 2噸鋼錠。其它熱軋、冷卻與回火的操作與鋼板制造方法實(shí)施例的相同。將上述兩種制造方法的四個(gè)實(shí)施例制得的預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼鋼板進(jìn)行表面硬度檢驗(yàn)，即在每塊鋼板的兩端與中間各取三個(gè)點(diǎn)，每塊鋼板取九個(gè)點(diǎn)檢驗(yàn)鋼板表面硬度，鋼板表面硬度差對(duì)比(HB)見表1。表 權(quán)利要求
1.一種預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼鋼板，它的成分的重量百分比為C 0. 28 0. 40 ；Si 0. 20 0. 80 ；Mn 0. 60 1. 0 ；Cr 1. 40-2. 2 ；Mo 0. 30 0. 50 ； P 彡 0. 030 ；S 彡 0. 030 ；Al 0. 01 0. 08 ；Ti 0. 01 0. 05 ；B 0. 0010 0. 0050 ；其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼鋼板，其特征是鋼板的外形尺寸為60 200厚X 300 1500寬X長(zhǎng)2000 8000mm，表面最大硬度值減最小硬度值為12HB-20HB。
3.一種預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼鋼板的制造方法，它包括下述依次的步驟 第一步冶煉將EBT電爐冶煉的鋼水經(jīng)LF鋼包精煉與VD真空脫氣冶煉，鋼水的成分的重量百分比達(dá)下述要求出鋼澆注成鋼錠C 0. 28 0. 40 ；Si 0. 20 0. 80 ；Mn 0. 60 1. 0 ；Cr 1. 40-2. 2 ；Mo 0. 30 0. 50 ； P 彡 0. 030 ；S 彡 0. 030 ；Al 0. 01 0. 08 ；Ti 0. 01 0. 05 ；B 0. 0010 0. 0050 ；其余為 Fe和不可避免的雜質(zhì)； 第二步熱軋將鋼錠在加熱爐中加熱到1180-1290°C，并保溫4士0. 5小時(shí)，然后采用軋機(jī)將鋼錠軋制成60 200厚X 300 1500寬X長(zhǎng)2000 8000mm的鋼板；終軋溫度在800 1000°C 之間；第三步冷卻熱軋制后的鋼板以0. 025°C 0. 17°C/秒的冷卻速度冷卻到550°C以下，然后將鋼板裝入350-500°C的緩冷坑緩冷，緩冷時(shí)間不少于M小時(shí)； 第四步回火鋼板緩冷后，從緩冷坑中吊出鋼板，使其在空氣中冷卻到室溫，裝入回火爐中，加熱到 400-600°C進(jìn)行回火，保溫4-12個(gè)小時(shí)，出爐并在空氣中冷卻到室溫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼鋼板及其制造方法，鋼板的成分的重量百分比為C0.28～0.40；Si0.20～0.80；Mn0.60～1.0；Cr1.40-2.2；Mo0.30～0.50；P≤0.030；S≤0.030；Al0.01～0.08；Ti0.01～0.05；B0.0010～0.0050；其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。制造方法包括下述依次的步驟第一步冶煉鋼水的成分達(dá)到要求出鋼澆注成鋼錠第二步熱軋將鋼錠軋制成厚60～200mm×寬300～1500mm×長(zhǎng)2000～8000mm的鋼板；第三步冷卻將鋼板冷卻到550℃以下，緩冷時(shí)間不少于24小時(shí)；第四步回火鋼板裝在回火爐中400-600℃回火，保溫4-12個(gè)小時(shí)，出爐并在空氣中冷卻到室溫。本發(fā)明制造的預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼的鋼板表面硬度差在20HB之內(nèi)。
文檔編號(hào)C21D1/18GK102312168SQ201110184470
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者張曉琨, 王之香, 田培鳳, 陳建禮 申請(qǐng)人:山西太鋼不銹鋼股份有限公司