[发明专利]一种大厚度高性能预硬化SM4Cr2Mn塑料模具钢板的生产工艺

说明书

本发明涉及一种大厚度高性能预硬化SM4Cr2Mn塑料模具钢板的生产工艺，工艺流程为φ900*1450mm椭圆坯连铸→热送→均热炉加热→轧制→热处理→探伤→精整→检验→入库。轧制加热根据钢种特性分段设定均热炉的升温速度：包括低温段、中温段、高温段，分段设定加热速率，可有效减缓椭圆坯因内外温度差异形成的热应力。轧制采用全纵向低速大压下轧制工艺，最终钢板宽度不变；轧制过程中采用1～3次高压水除鳞，保证钢板质量，大压下道次结束后进行立辊轧制，避免钢板边部突起，提高成材率。热处理采用离线淬火+回火的热处理工艺，可以大幅度提高此类钢板芯部性能的稳定性，缩小整板硬度差异，提高钢板综合性能。

技术领域

本发明涉及一种大厚度高性能预硬化SM4Cr2Mn塑料模具钢板的生产工艺。

背景技术

当前世界经济形势复杂多变，以钢铁为首的传统行业面临产能过剩及制造成本升高的双重压力，钢铁行业面临微利时代。优化生产工艺、提高产品质量、树立品牌形象有助于提升企业的市场竞争力，尤其是科技创新引领的生产变革是一个企业长久不衰的核心要素。

对于特厚板的制造，以传统钢锭成材则效率低、成本高，且质量稳定性较差；以连铸板坯成材受限于坯料厚度。对于当前发展势头良好的塑料模具行业，优质的大规格塑料模具型腔是整条产业链中的关键点之一。

SM4Cr2Mn是目前国内市场上需求量最大的预硬化塑料模具钢材，类似于德国牌号1.2311，该钢种淬透性强，材质拥有较好的抛光性能和光蚀刻花性，可进行氮化处理，适于镀铬等表面处理，材质硬度均匀，且具有良好的韧性和机械加工性能。开发以φ900*1450mm椭圆坯成材塑料模具钢SM4Cr2Mn特厚板，有助于推动模具钢行业水平的快速发展。

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大厚度高性能预硬化SM4Cr2Mn塑料模具钢板及其生产工艺，旨在保证钢板板型、力学性能的前提下，获得最大厚度达到300mm的高性能要求SM4Cr2Mn塑料模具钢板，在保证材料外观尺寸满足要求的条件下，缩小了钢板表面和芯部性能的差异，提升了材料使用寿命。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种大厚度高性能预硬化SM4Cr2Mn塑料模具钢板的生产工艺，以连铸椭圆坯成材，步骤包括：

(1)坯料下线后热送；转运过程中对坯料保温，确保高温进均热炉；

(2)加热：钢坯进炉保温一段时间后缓慢加热，根据钢种特性分段设定均热炉的升温速度：低温段以≤80℃/h的升温速度升温至850±10℃，保温3-5h；中温段以≤100℃/h的升温速度升温至1000±10℃，保温1-3h；高温段快速加热至1260±10℃，保温8-10h。

分段设定加热速率，可有效减缓椭圆坯因内外温度差异形成的热应力，避免应力裂纹的产生，高温段适当延长保温时间有助于坯料芯部偏析元素的扩散，为最终SM4Cr2Mn塑料模具钢厚板的性能均匀性打下基础。

(3)轧制：坯料不进行展宽轧制，采用全纵向低速大压下轧制工艺，最终钢板宽度不变与连铸椭圆坯的宽度一致为1450mm；设置开轧温度1000～1100℃，经粗轧机单机架低速大压下工艺轧制，前五道次单道次压下量控制在40-100mm，终轧温度≥880℃；轧制过程中采用1～3次高压水除鳞，保证钢板表面质量；大压下道次结束后进行立辊轧制，避免钢板边部突起，提高成材率。

(4)缓冷：轧制完成后，钢板高温下线堆缓冷，堆缓冷时间≥48h；

(5)轧后加热和淬火：利用台车炉将钢板加热至880±10℃，保温时间2.6-3.0min/mm，适当延长在炉保温时间，钢板出炉后热吊至直立式钢板淬火机淬火，淬火速率控制在0.1～0.8℃/s；

(6)回火：淬火后钢板及时入炉回火，入炉后缓慢升温至310-640℃，保温3.0-3.5min/mm；