[发明专利]一种钒强化的预硬化塑料模具钢板及其生产方法

说明书

本发明公开了一种钒强化的预硬化塑料模具钢板及其生产方法，所述钢板化学成分组成及质量百分含量为：C：0.39～0.45%，Mn：0.80～1.00%，Si：0.15～0.40%，S≤0.015%，P≤0.020%，Cr：0.90～1.10%，Mo：0.15～0.25%，V：0.05～0.15%，Al：0.005～0.030%，其余为铁和不可避免的杂质；生产方法包括转炉冶炼、精炼、连铸、轧制和回火热处理工序。本发明通过钒强化的成分设计，有效地提高了硬度区间；采用控轧控冷轧制和中温回火热处理工艺，获得了硬度为28～36HRC预硬化塑料模具钢。本方法具有化学成分设计合理、产品性能优良、工艺简单的特点。

技术领域

本发明属于塑料模具钢技术领域，具体涉及一种钒强化的预硬化塑料模具钢板及其生产方法。

背景技术

塑料模具钢作为制造塑料、橡胶制品的模具材料，广泛应用于电子通讯设备、家用电器、生活用具、交通工具，如汽车、摩托车等各类行业。针对预硬化交货的塑料模具钢，冶金部塑料模具钢板标准YB/T 107中一般都是采用高Cr、Mo成分，如SM3Cr2Mo，SM3Cr2Ni1Mo等等。该类模具钢一般都以预硬化态交货，硬度控制在28～38HRC。从原材料成本角度出发，市场上需要一定的合金成分低，成本经济的预硬化塑料模具钢。如国内的42CrMo、日本的SCM440，美国的AISI 4140等牌号逐渐被引入到塑料模具钢领域中来。其特点是Cr、Mo等合金化学成分比SM3Cr2Mo低，而硬度接近塑料模具钢的使用要求。

由于42CrMo等低合金成分的塑料模具钢淬透性相比SM3Cr2Mo要弱，所以淬火后存在心部硬度低，与表面硬度差异大等质量问题，很难满足整个钢板硬度偏差不超过3HRC的目标，厚度越大这种硬度不均匀情况越明显。本发明提供一种低Cr、Mo的化学成分设计，添加一定量的钒(V)进行合金强化，达到生产出硬度均匀的预硬化塑料模具钢的目的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种钒强化的预硬化塑料模具钢板，同时本发明还提供了一种钒强化的预硬化塑料模具钢板的生产方法。本发明钢板化学成分设计合理，可以生产厚度达120mm的钢板，工艺简单，产品性能优良。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种钒强化的预硬化塑料模具钢板，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.39～0.45%，Mn：0.80～1.00%，Si：0.15～0.40%，S≤0.015%，P≤0.020%，Cr：0.90～1.10%，Mo：0.15～0.25%，V：0.05～0.15%，Al：0.005～0.030%，其余为铁和不可避免的杂质。

钒元素加入量控制在0.05～0.15%，不添加其它Ni、Nb、Ti等贵重合金元素。

本发明所述钢板厚度h的范围是50mm≤h≤120mm。

本发明所述钢板硬度为28～36HRC，同一块钢板硬度偏差≤3HRC。

本发明还提供了一种钒强化的预硬化塑料模具钢板的生产方法，所述生产方法包括转炉冶炼、精炼、连铸、轧制和回火热处理工序；所述轧制工序，采用控轧控冷轧制工艺；所述回火热处理工序，采用连续式辊底炉进行中温回火热处理。

本发明所述轧制工序，轧制前加热温度为1150～1260℃，终轧温度为820～900℃。

本发明所述轧制工序，轧制后采用水冷方式冷却，冷却后钢板返红温度为650～750℃。

本发明所述回火热处理工序，热处理保温温度为300～500℃，保温时间为120～300min。

本发明所述连铸工序，连铸板坯厚度为220～350mm。

本发明所述精炼工序，经过LF炉精炼、RH真空精炼得合格钢水中钒元素含量为0.05～0.15%。