一種塑料模具鋼的特厚板生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼坯后處理工藝，具體涉及一種利用大圓坯成材的特厚塑料模具鋼生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著塑料工業(yè)發(fā)展的突飛猛進(jìn)，塑料模具鋼的需求量急劇增加，其中預(yù)硬型塑料模具鋼市場需求量較大。由于預(yù)硬型塑料模具鋼在廠家供貨時(shí)就達(dá)到用戶所要求的硬度和使用性能，用戶得到材料后，可以直接加工成模具，不需要進(jìn)行淬火、回火熱處理就可以直接使用，這類鋼避免了在模具加工以后再進(jìn)行淬火、回火熱處理操作所造成的變形、開裂、脫碳等缺陷，同時(shí)具有良好的強(qiáng)韌性，切削性能和拋光性能、尺寸精度等優(yōu)點(diǎn)，預(yù)硬型塑料模具鋼適宜制造形狀復(fù)雜、精密的塑料模具，性價(jià)比較高。
[0003]塑料制品日益向大型、復(fù)雜、精密的方向發(fā)展，如洗衣機(jī)筒體、電冰箱內(nèi)腔、大型彩電外殼等。為了適應(yīng)塑料制品的尺寸日趨大型化、形狀的復(fù)雜化，對塑料模具鋼的要求也越來越嚴(yán)格，在希望塑料模具用鋼規(guī)格增大的同時(shí)希望材料具有良好的切削加工性，鏡面拋光性等。
[0004]目前國內(nèi)市場上塑料模具鋼板競爭激烈，但是鋼板厚度集中在120mm以下，許多企業(yè)在煉鋼和軋鋼上著手，企圖優(yōu)化材料質(zhì)量，提高產(chǎn)品競爭力，但是終宄因受到連鑄板坯厚度的限制，生產(chǎn)不出厚度更大且內(nèi)部質(zhì)量優(yōu)異的塑料模具鋼鋼板。
[0005]對于塑料模具厚板，由于連鑄板坯成材導(dǎo)致壓縮比不夠，坯料內(nèi)部滲透變形不到位，使得鋼板內(nèi)部質(zhì)量不能保證，容易出現(xiàn)砂眼、疏松的缺陷。專利號201010266549.7開發(fā)的“開合式水冷模鑄機(jī)澆鑄鋼錠成材工藝”，使得塑料模具鋼厚板的質(zhì)量得到了提高，但是該工藝成本較高，工序復(fù)雜，生產(chǎn)周期較長。目前國內(nèi)有一些企業(yè)采取傳統(tǒng)的鑄錠成材工藝，由于鑄錠冒口位置質(zhì)量差導(dǎo)致成材率低，且該工藝模耗高，澆鑄難，由于鋼液凝固慢導(dǎo)致縮孔、偏析等缺陷，乳制成型的鋼板表面和芯部硬度差別大，影響客戶的后續(xù)加工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種塑料模具鋼的特厚板及其生產(chǎn)工藝，以連鑄Φ 100mm大圓坯成材，通過優(yōu)化合理的加熱、乳制、熱處理工藝，提高塑料模具鋼特厚板的內(nèi)部質(zhì)量，鋼板獲得更大厚度的同時(shí)具有更好的硬度均勻性，塑料模具鋼的厚度能夠達(dá)到250_。克服現(xiàn)有“模鑄-鑄錠開坯-可逆式軋機(jī)軋制或鑄錠鍛造成材工藝”的澆鑄難、模耗高、成材率低、成本較高、工序復(fù)雜、生產(chǎn)周期較長等問題，尤其是提高成材率。
[0007]本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案為，提供一種塑料模具的特厚板生產(chǎn)工藝，具體步驟如下:
以連鑄Φ 100mm大圓還成材，使用直弧連鑄機(jī)連鑄Φ 100mm大圓還，在線切割成一定長度的坯料?？刂其撍^熱度10?20°C，實(shí)現(xiàn)低過熱度連鑄，結(jié)晶器內(nèi)安裝攪拌鋼水的電磁攪拌裝置，利用電磁攪拌設(shè)備，有助于鋼水及時(shí)放熱，降低坯料內(nèi)外溫度差，有助于消除結(jié)晶器表面鋼水凝固結(jié)殼現(xiàn)象；二冷區(qū)布置霧化水冷卻裝置，通過向坯料表面噴灑霧化水冷卻，有利于坯料表面均勻降溫，提高表面質(zhì)量；在鋼水凝固末端采用電磁攪拌技術(shù)以及動態(tài)輕壓下技術(shù)，減緩橢圓坯料芯部因鋼水凝固收縮產(chǎn)生的孔洞缺陷以及偏析現(xiàn)象，提高坯料內(nèi)部質(zhì)量。
[0008](I)連鑄所得坯料熱送至均熱爐，設(shè)定裝爐溫度為600±10°C;若不具備熱送條件，將坯料緩冷后再送至均熱爐，緩冷坑底部墊熱坯使坑溫保持在大于50°C，坯料外層加蓋石棉布，然后蓋上保溫蓋，緩冷24?48h，坯料出坑表面溫度控制在200?250 °C，對入坑緩冷的坯料，設(shè)定裝爐溫度不低于150°C ;
(2)加熱，分段設(shè)定均熱爐的升溫速度:彡1000°C，升溫速度為80?100 °C /h ； >1000C，升溫速度50?70 °C /h ;最高加熱溫度1280°C，均熱溫度1260± 10°C，該加熱保溫方式能夠確保該成分坯料的合金元素充分固溶，且保證奧氏體晶粒度不過分粗大，保證橢圓坯料內(nèi)外晶粒大小均勻，盡可能消除厚度方向的金相差異；
(3)軋制，采用異形坯軋制工藝，設(shè)計(jì)“縱軋一角軋一橫軋一縱軋”工藝流程，開軋溫度1050?1100°C，鋼板軋制采用低速大壓下工藝軋制，軋制大變形能夠確保橢圓坯軋制變形能夠滲透到鑄坯中心部分，以盡可能地消除厚度方向上的變形差異；縱軋階段每道次壓下量60?90mm，前四道次壓下總量多300mm，第五至第十道次采用15°角軋工藝進(jìn)行坯料展寬，終軋溫度彡900 0C ；
(4)緩冷，乳制完成后，將坯料空冷至300±50°C，鋼板布置間距彡1.5m，然后下線堆緩冷，堆緩冷時(shí)間彡48h ；
(5)正火+回火熱處理，優(yōu)選臺車爐對鋼板進(jìn)行正火+回火熱處理，臺車爐空間小，內(nèi)部溫度均勻；鋼板隨爐升溫，有助于減緩鋼板熱應(yīng)力，保證鋼板板型；臺車爐采用高爐煤氣加熱，能夠降低生產(chǎn)成本，正火溫度850?880°C，保溫時(shí)間2?4min/mm，回火溫度550?600°C，保溫時(shí)間3.5?4.5min/mm，得到預(yù)硬型塑料模具厚板，正火有助于減緩塑料模具厚板的內(nèi)部偏析，均勻鋼板組織，減小同板異處硬度差。
[0009]優(yōu)選地，步驟(I)中，坯料從緩冷坑起坑后對坯料表面進(jìn)行帶溫檢查，對缺陷進(jìn)行帶溫清理，火焰清理溫度多150°C，消除坯料表面缺陷，提高產(chǎn)品表面品質(zhì)。
[0010]進(jìn)一步地，軋制過程中采用3?5次高壓水除鱗，保證鋼板表面質(zhì)量；使用立輥軋制，保證邊部質(zhì)量；乳制過程中適當(dāng)增加2?3平整道次，確保鋼板不平度< 3mm/m，以進(jìn)一步提高鋼板的平整度和表面質(zhì)量，確保鋼板表面無裂紋、結(jié)疤、氣泡、缺陷、夾雜或麻點(diǎn)，在軋制過程中即可確保鋼板的平直。
[0011]上述工藝尤其適應(yīng)中碳高合金模具鋼板的生產(chǎn)，按質(zhì)量百分比計(jì)，鋼板中C:0.38 ?0.42%，S1:0.20 ?0.40%，Mn:1.40 ?1.60%, Cr:1.80 ?2.00%，Mo:0.18 ?0.25%，Als:0.01?0.04%，P彡0.015%，S彡0.005%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0012]本發(fā)明具有如下特點(diǎn):
本發(fā)明所述預(yù)硬態(tài)塑料模具鋼屬于中碳高合金鋼，裂紋很敏感，極易產(chǎn)生心部和表面裂紋。為避免連鑄Φ 1000_大圓坯離線后因冷卻速度過快產(chǎn)生組織變化應(yīng)力，導(dǎo)致坯料內(nèi)部存在微裂紋，鑄坯首選熱送熱裝，若不具備熱送熱裝條件，鑄坯必須做到高溫下坑緩冷，并設(shè)定特定的緩冷條件以防止裂紋的出現(xiàn)。
[0013]本發(fā)明采用均熱爐對大圓坯進(jìn)行加熱，保溫效果好，爐內(nèi)溫度均勻。
[0014]本發(fā)明采用異形坯軋制工藝，鋼板軋制采用低速大壓下工藝軋制，確保軋制變形能夠滲透到鑄坯中心部分，消除最終所得鋼板在厚度方向上的差異，確保組織結(jié)構(gòu)均勻，該工藝能夠?qū)崿F(xiàn)大厚度鋼板的軋制。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:所涉及工藝獲得的特厚塑料模具鋼板，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)周期短，較“模鑄-鑄錠開坯-可逆式軋機(jī)軋制或鑄錠鍛造成材工藝”生產(chǎn)的塑料模具鋼板，大幅度提高了成材率，降低了生產(chǎn)成本。
[0016]本發(fā)明生產(chǎn)的特厚塑料模具鋼板，最大厚度達(dá)250_，鋼板組織均勻，性能均一，經(jīng)超聲波檢測達(dá)到JB/4730.3-2005標(biāo)準(zhǔn)I級，夾雜物級別低，鋼板加工性能良好。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中預(yù)硬型塑料模具厚板沿板厚方向表面的組織形態(tài)圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例中預(yù)硬型塑料模具厚板沿板厚方向1/4處的組織形態(tài)圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例中預(yù)硬型塑料模具厚板沿板厚方向1/2處的組織形態(tài)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0019]一種塑料模具鋼的特厚板生產(chǎn)工藝，模具鋼最大厚度能夠達(dá)到250mm，該生產(chǎn)工藝采用合適的成分設(shè)計(jì)