一種含硫塑料模具鋼厚板及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及塑料模具鋼厚板及冶煉工藝，具體涉及一種利用厚坯成材的含硫塑料模具鋼厚板及其生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著塑料工業(yè)的快速發(fā)展，塑料成形用模具產(chǎn)值在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家已在模具工業(yè)總產(chǎn)值中占得首位。為了改善塑料模具鋼的被切削性能，往往在鋼中添加易切削元素。目前，美國、德國、日本等工業(yè)水平發(fā)達(dá)國家都發(fā)展了一些易切削模具鋼，國內(nèi)易切削塑料模具鋼主要為S系和S-Se系，但是由于Se價格較貴，S系易切削鋼在市場中占據(jù)了主導(dǎo)地位。據(jù)統(tǒng)計含硫易切削鋼占我國易切削鋼總產(chǎn)量的比例達(dá)到90%。
[0003]塑料制品日益向大型化發(fā)展，如大型彩電、電冰箱內(nèi)腔等，為了適應(yīng)這一趨勢，國內(nèi)一些鋼企通過模鑄成材工藝開發(fā)出一些含硫易切削塑料模具鋼厚板，但是成本太高，模具加工企業(yè)本希望通過降低切削加工費(fèi)用從而擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)效益，但是由于含硫塑料模具鋼厚板的成本太高而得不償失。
[0004]含硫易切削塑料模具鋼在低、中速切削時具有良好的被切削性，但是在截面增大時，硫化物的偏析會較為嚴(yán)重，且容易因偏析引起鋼板的探傷不合，因此在開發(fā)厚度規(guī)格較大的含硫塑料模具鋼時，對硫化物偏析的攻關(guān)是一大難題。
[0005]對于含硫塑料模具厚板，往往由于壓下量不夠?qū)е屡髁蟽?nèi)部變形不到位，鋼板內(nèi)部質(zhì)量疏松，因此在開發(fā)厚度規(guī)格較大的含硫塑料鋼板時，對軋制工藝的攻關(guān)是另一大難題。
[0006]專利號201310569068.7申請的“一種易切削塑料模具鋼板的生產(chǎn)方法”，以300mm連鑄板坯成材開發(fā)出厚度< 120_厚的含硫易切削塑料模具鋼板，性能優(yōu)異，探傷達(dá)到GB/T 2970標(biāo)準(zhǔn)I級水平，但是終宄因鋼板厚度規(guī)格的局限，滿足不了市場需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中大截面含硫塑料模具鋼厚板硫化物偏析嚴(yán)重，鋼板內(nèi)部疏松等問題，提供一種含硫塑料模具鋼厚板及生產(chǎn)工藝，以450_厚連鑄坯成材，通過合理的加熱制度、乳制工藝、熱處理制度，使獲得的含硫塑料模具鋼厚板具有較好的內(nèi)部質(zhì)量，無砂眼，可以滿足Φ2.0mm的缺陷當(dāng)量探傷要求，鋼板組織均勻，同板硬度差在2.0HRC以內(nèi)。
[0008]本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案為，一種含硫塑料模具鋼厚板，化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計為，C:0.35 ?0.45%，Si:0.30 ?0.50%，Mn:1.40 ?1.60%，Cr:1.80 ?
2.00%，Mo:0.18 ?0.25%，Ti:0.008 ?0.015%，S:0.05 ?0.10%，P ( 0.015%，其余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)，所述鋼板的厚度能夠達(dá)到200_。
[0009]本發(fā)明另一目的是提供一種塑料模具的特厚板生產(chǎn)工藝，具體步驟如下:
(I)鋼水冶煉，鋼水依次經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉，LF精煉和RH真空脫氣，LF精煉過程采用沉淀脫氧和擴(kuò)散脫氧相結(jié)合的方式來進(jìn)行脫氧:向鋼水中加入硅鐵和成袋的碳化硅進(jìn)行沉淀脫氧，采用飄薄的碳化硅粉末至鋼渣表面來進(jìn)行擴(kuò)散脫氧，RH真空脫氣后進(jìn)行微調(diào)硫，進(jìn)行鈣處理，改變硫化物的形態(tài)，喂入的T1-Fe線，保證晶粒度和優(yōu)化表面質(zhì)量；
(2)連鑄，澆注過程控制鋼水的過熱度為15?25°C，采用中間包加熱，結(jié)晶器內(nèi)配置攪拌鋼水的電磁攪拌裝置以降低坯料內(nèi)外溫差，二冷區(qū)布置霧化水冷卻裝置對坯料表面進(jìn)行霧化水冷，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，減緩坯料偏析現(xiàn)象，再配合動態(tài)輕壓下工藝，動態(tài)輕壓下控制坯料壓下量多1mm,獲得450mm或以上的連鑄坯；
(3)緩冷，連鑄坯在線切割，下線入坑堆緩冷或加罩堆緩冷，緩冷48小時以上，坯料起坑或出罩時表面溫度控制在200?250 °C ；
(4)加熱，坯料帶溫裝爐，裝爐溫度不低于150°C，連續(xù)爐分段設(shè)定升溫速度:(1000 °C，升溫速度為80?100°C/h;> 1000C，升溫速度50?70 °C/h ;均熱溫度1250±10°C，最高加熱溫度12800C ；
(5)乳制，采用低速大壓下軋制工藝，前三至四道次累計壓下量多150mm，設(shè)定開軋溫度1100?1150°C，終軋溫度彡950°C，控制軋鋼變形溫度在1000?1150°C之間，乳制過程中采用2?3次高壓水除鱗，保證鋼板表面質(zhì)量，乳制結(jié)束前增加2?3平整道次，確保鋼板不平度< 3mm/m，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；
(6)緩冷，乳制完成后下線堆緩冷；
(7)正火+回火熱處理，正火溫度860±10°C，保溫時間2?4min/mm，回火工藝根據(jù)鋼板的厚度設(shè)定:厚度彡10mm鋼板，回火溫度580±5°C，在爐時間為4.0min/mm;厚度>10mm鋼板，回火溫度570±5°C，在爐時間為4.0min/mm，保證所有規(guī)格鋼板在30?36HRC之內(nèi)；
(8)探傷，按照Φ2.0mm的缺陷當(dāng)量探傷要求進(jìn)行探傷，較JB/T 4730.3-2005 I級探傷標(biāo)準(zhǔn)要求更為嚴(yán)格，合格即獲得含硫塑料模具鋼厚板成品。
[0010]優(yōu)選地，步驟(7)采用臺車爐對鋼板進(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。
[0011 ] 優(yōu)選地，步驟(3)中，坯料從緩冷坑起坑后對坯料表面帶溫檢查，對缺陷進(jìn)行帶溫清理，消除坯料表面缺陷，提高產(chǎn)品表面品質(zhì)。
[0012]進(jìn)一步地，步驟(3)中所述緩冷坑底部墊熱坯使坑溫保持在大于150°C，坯料放滿后外層加保溫蓋；對于加罩堆緩冷坯料，要求罩內(nèi)剩余空間小，避免過快散熱，采用該緩冷方式能夠優(yōu)化連鑄坯料內(nèi)部和表面質(zhì)量，有助于消除外觀缺陷。
[0013]本發(fā)明具有如下特點(diǎn):
鋼水冶煉過程中不使用鋁脫氧，避免CaO-Al2O3非金屬夾雜物在水口處沉淀，造成水口堵塞，影響連鑄生產(chǎn)的正常運(yùn)行。鋼種設(shè)計添加0.008-0.015%的鈦，起到細(xì)化晶粒，優(yōu)化連鑄坯表面質(zhì)量的作用。
[0014]本發(fā)明的含硫塑料模具鋼厚板是中硫中碳高合金鋼，裂紋敏感性強(qiáng)，表面質(zhì)量控制難度大。為避免450mm厚連鑄板坯離線冷卻過快導(dǎo)致裂紋，鑄坯必須做到高溫下坑緩冷或者加罩堆緩冷，緩冷坑底部要墊熱坯保證坑溫大于150°C，坯料放滿后外表需加保溫蓋，對于加罩堆緩冷坯料，要求罩內(nèi)剩余空間小，避免散熱過快。起坑或出罩坯料表面溫度200?250°C，帶溫檢查坯料表面質(zhì)量，若有缺陷需要帶溫清理。從而確保該中流中碳高合金鋼的表面質(zhì)量。
[0015]本發(fā)明采用低速大壓下軋制工藝，確保軋制變形能夠滲透到鑄坯中心部分，前三、四道次要求累計壓下量彡150mm。設(shè)定開軋溫度開軋溫度1100?1150°C，終軋溫度^ 950°C，為了實現(xiàn)坯料硫化物的彌散細(xì)化，減少硫化物長寬比，使鋼的軋制溫度盡量控制在1000?1150°C之間，高溫軋制有助于避開硫化物脆性溫度區(qū)間。
[0016]本發(fā)明生產(chǎn)的含硫塑料模具鋼厚板，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)周期短，較鋼錠成材工藝生產(chǎn)的塑料模具鋼厚板，大幅度提高了成材率，降低了生產(chǎn)成本。
[0017]本發(fā)明生產(chǎn)的含硫塑料模具鋼厚板，其最大厚度可達(dá)200_，超聲波檢測可以滿足Φ2.0mm的缺陷當(dāng)量探傷要求，鋼板組織均勻，同板硬度差別小，鋼板加工性能良好。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明實施例中含硫塑料模具鋼厚板沿板厚方向表面的組織形態(tài)圖；
圖2為本發(fā)明實施例中含硫塑料模具鋼厚板沿板厚方向1/4處的組織形態(tài)圖；
圖3為本發(fā)明實施例中含硫塑料模具鋼厚板沿板厚方向1/2處的組織形態(tài)圖；
圖4為本發(fā)明實施例中含硫塑料模具鋼厚板中硫化物分布金相圖。
【具體實施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0020]一種含硫塑料模具鋼厚板生產(chǎn)工藝，該模具鋼最大厚度能夠達(dá)到200mm，該生產(chǎn)工藝采用合適的成分設(shè)計，屬于中碳高合金鋼，鋼板的化