[发明专利]一种合金塑料模具钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金塑料模具钢板，同时还涉及该合金塑料模具钢板的生产方法，属于 合金钢制造技术领域。

背景技术

传统塑料模具钢具有高合金含量所带来的成本较高、工艺流程长等缺点。国内塑料模具 钢行业用钢多来自进口或国内生产的变通钢种，牌号如日本的NAK80、瑞典的718、美国的 P20等，合金含量较高，钢板成本价格上升。且上述几种进口钢价格普遍很高。

随着塑料模具钢加工行业的迅猛发展，模具制造业对其材料要求：一是材料的高质量， 二是材料的低成本。但由于市场上提供的钢板交货期较长、材料板宽较窄、价格偏高规格范 围较窄，无法满足竞争日益激烈的模具钢加工行业的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种合金塑料模具钢板，以解决目前该类钢板生产成本偏高的问 题。

同时，本发明的目的还在于提供一种合金塑料模具钢板的生产方法，以解决目前该类钢 板板宽较窄、交货期较长的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案在于采用了一种合金塑料模具钢板，由以下重量 百分含量的化学成分组成：C0.30-0.50％，Si0.20-0.50％，Mn0.80-1.80％，P≤0.02％，S≤ 0.01％，Mo0.10-0.50％，B0.001-0.003％，Cr1.40-2.00％，Ti0.015-0.04％，V0.01-0.04％，余 量为Fe及不可避免的杂质。

本发明的中碳合金塑料模具钢采用Cr-Mo-V-B系微合金元素复合强化，经过合理的热处 理工艺，获得良好的强韧性匹配，同时又不降低厚板的焊接性能。所述的钢厚度为 20-200mm。本发明中，C含量在0.30-0.50％之间，C对模具钢的硬度影响很大，是钢的主要强 化元素；Si含量在0.20-0.50％之间，Si主要以固溶强化形式提高钢的强度，但不可含量过高 ，以免降低钢的韧性；Mn含量选择在0.80-1.80％，Mn主要起固溶强化和降低相变温度提高钢 板强度的作用，能显著提高钢的淬透性，随Mn含量的增加，钢板的强度显著提高，塑性和低 温冲击韧性略有下降；Cr含量在1.40-2.00％，Cr能增加奥氏体过冷能力，降低马氏体和贝氏 体的转变温度，空冷状态下促进贝氏体的形成，另外当Cr含量≥1.50％时还可以提高钢板耐 大气腐蚀性能；Mo含量0.10-0.50％，B含量0.001-0.003％，适量的Mo和B能显著增加钢的淬透 性，推迟过冷奥氏体向珠光体转变，通过Mo和B的复合添加，基本可以消除钢中珠光体的生 成；Cr、Mo含量低于国外同类钢种，既满足钢板硬度性能需求，又起到节约合金，降低成本 的作用；V含量0.01-0.04％，V具有较高的析出强化作用，用来提高钢的强度；Ti含量为 0.015-0.04％，Ti是强烈的固N元素，细小的TiN粒子可有效地阻碍钢在加热时的奥氏体晶粒 长大；低的P、S含量是为了保证钢质纯净。

同时，本发明的技术方案还在于采用了一种合金塑料模具钢板的生产方法，包括以下步 骤：

(1)冶炼步骤：采用超高功率电炉冶炼，选取优质钢种，熔化期采用大渣量流渣操作 ，真空脱碳；然后送入LF精炼炉内进行精炼，快速脱氧，根据脱S情况，微调Mn、Mo、Cr、V 含量，吊包前调Ti、B；

(2)加热轧制步骤：

加热：加热制度按II组钢加热工艺执行，钢坯在连续炉加热，加热温度1200-1270℃， 加热速度10-12cm/min；

轧制、晾钢：采用了I型轧制工艺，即奥氏体再结晶区控制轧制。选择高温低速、大压 下轧制，终轧温度≤950℃，以尽量减少奥氏体晶粒尺寸长大；

所述钢坯需温清温送温装，避免钢锭表面炸裂；轧制后不浇水，进行自然状态下空冷冷 却，严禁热堆垛，通过合金成分上的调节，可以在空冷状态下获得贝氏体组织，获得较理想 的原始硬度，以备通过回火调整硬度区间；

(3)回火及硬度检验步骤：回火温度为480-570℃，保温系数为4-5min/mm，现场逐张 钢板里氏硬度计检验，检验能代表整张钢板硬度均匀性能的5个部位(钢板4个角部与中心5 个位置)，最终获得相一致的硬度区间280-340HB，判定成品硬度性能合格。