[发明专利]100-260mm厚调质态预硬化塑料模具钢板及其制造方法

说明书

本发明涉及100‑260mm厚调质态预硬化塑料模具钢板，钢板的化学成分按质量百分比%为C：0.35～0.45，Si：0.20～0.50，Mn：0.60～1.00，Cr：1.00～2.50，Mo：0.20～0.50，V+Ti：0.04～0.15，Als：0.01～0.04，P≤0.015，S≤0.005，其余为Fe和不可避免的杂质，钢板性能均匀，整板硬度差≤2.0HRC，钢板经超声波检测达到NB/T 47013.3板材部分І级要求。整板硬度差≤2.0HRC，钢板经超声波检测达到NB/T 47013.3板材部分І级要求，夹杂物总级别不大于2.5。本申请简化了模具钢板的化学成分，从生产工艺角度改进，减小钢板厚度方向上的差异，尤其是截面硬度的均匀性。

技术领域

本发明属于热处理模具钢板技术领域，具体涉及一种100-260mm厚高性能调质态预硬化塑料模具钢板的生产工艺。

背景技术

进入21世纪以来，塑料工业的快速扩张推动了国内模具产业的发展，根据统计，机电工业70%左右的零部件以模具成型，而塑料使用量更大的家用家电中80%以上的零部件是使用模具加工而成。近些年，以洗衣机筒体、大型彩电外壳、电冰箱内腔等为代表的塑料制品越来越大型化，这促进了模具的大型化发展，直接反应在模具原材料的模具钢板的厚度要求上。

钢材的性能主要取决于其组织结构，而大厚度钢板往往由于其芯部冷却速度达不到要求造成性能不达标，或者是由于表面与芯部冷却速度差异大导致钢板整板性能差异大，不能满足加工以及使用要求。所以，芯部性能的控制是大厚度塑料合金模具钢板生产的主要难点之一。

目前国内市场上中低端塑料合金模具钢板竞争激烈，但是仅仅局限于100mm以下厚度钢板的竞争，大厚度的塑料合金模具钢板生产的企业较少，产品性能稳定性有待提高。

由于塑料合金模具钢板一般要求以预硬态交货，即客户可以将钢板直接锯切、加工和使用。所以市场上使用较多的预硬态合金模具钢板以Cr-Mo系或者Cr-Ni-Mo系的合金搭配，以GB/T 1299-2014中的3Cr2Mo、3Cr2MnNiMo为代表的塑料模具钢板在正火热处理后空冷条件下即能达到较高的硬度，后通过不同的温度进行回火处理使得钢板满足用户的硬度要求，但这样的合金搭配和热处理方法只能满足薄板和常规中厚板的生产要求，当厚度超过一定的范围后则会出现表面与芯部硬度差异大的现象，对于模具钢厚板生产来说，提高芯部性能稳定性，确保整板的性能的均一性是生产难点所在。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种100-260mm厚高性能调质态预硬化塑料模具钢板的生产工艺，采用塑料合金模具钢厚板离线直立淬火+回火的工艺，在保证材料外观尺寸满足要求的条件下，大大地缩小100-260mm厚的合金模具钢板的表面和芯部性能的差异，提升了材料芯部性能的稳定性，让整板的硬度差≤2.0HRC，钢板经超声波检测达到NB/T 47013.3板材部分І级要求，夹杂物级别低，钢板综合性能良好。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种100-260mm厚调质态预硬化塑料模具钢板，钢板的化学成分按质量百分比%为C：0.35～0.45，Si：0.20～0.50，Mn：0.60～1.00，Cr：1.00～2.50，Mo：0.20～0.50，V+Ti：0.04～0.15，Als：0.01～0.04，P≤0.015，S≤0.005，其余为Fe和不可避免的杂质，钢板性能均匀，整板硬度差≤2.0HRC，钢板经超声波检测达到NB/T 47013.3板材部分І级要求。

为了让钢板的厚度提高，在成分设计上较100mm以下厚度的钢板有所优化，通过添加微量的V、Ti细化晶粒，并适当提高Cr、Mo含量提升钢板淬透性能，有助于减少钢板厚度方向组织的差异，提升截面硬度的均匀性。

本申请钢板整板硬度差≤2.0HRC，钢板经超声波检测达到NB/T 47013.3板材部分І级要求，夹杂物总级别不大于2.5，钢板金相组织主要为回火索氏体和贝氏体。