[发明专利]一种连铸坯生产冷镦模块用中碳低合金CrMnSiB系钢锻、轧制棒材及其制造方法

权利要求书

1.一种连铸坯生产冷镦模块用中碳低合金CrMnSiB系钢锻、轧制棒材的制造方法，其特征在于：所述棒材以Fe为基础元素，且还包括如下质量百分比的化学成分：C：0.39～0.43%，Si：1.30～1.50%，Mn：0.65～0.80%，P≤0.013%，S≤0.005%，Cr：0.75～0.90%，B：0.0015～0.0035%，O≤0.0015%，H≤0.00015%，N≤0.0070%，Cu≤0.25%，Ni≤0.20%，及不可避免的杂质元素；所述方法具体包括以下步骤：

1）钢水冶炼：铁水先进行KR预处理，经BOF转炉初炼、LF精炼及RH真空脱气处理，冶炼出符合钢的化学成分要求钢水，同时内部控制最终按P≤0.010%、S≤0.003%、H≤1.0ppm、O≤12ppm、N≤50ppm的低杂质元素、低气体含量要求出钢；

2）连铸：采用氩气保护，结晶器M-EMS和末端F-EMS复合电磁搅拌及轻压下先进装备工序，二冷区的冷却水量控制≤0.25L/Kg并低拉速浇注，浇注时严格控制过热度20-35℃；最后制得相应规格尺寸的连铸圆坯或连铸方坯；

3）锻制或轧制

3.1）将连铸圆坯按≤80℃/h的升温速度进行加热，加热温度控制1230-1260℃，到温后保温时间控制5小时以上，始锻温度高于1130℃，终锻温度不低于870℃，锻造至目标规格钢棒，经粗车至成品棒材尺寸；锻材下线后≥700℃高温沙埋缓冷，待温度降至200℃以下后出沙空冷；

3.2）将连铸方坯入步进式加热炉加热，升温速度按≤100℃/h控制，铸坯缓慢加热至1230-1260℃，到温后保温时间控制4小时以上，出加热炉铸坯先经高压水除鳞处理去氧化皮，再采用连续式轧机进行粗轧-精轧，轧材下线后≥600℃入缓冷坑保温，待温度降至200℃以下后出坑空冷；

4）退火处理：锻、轧制棒材及时退火，退火温度700±20℃，分棒材规格控制退火保温时间为每毫米直径棒材保温2-2.5分钟，随炉冷却至300℃以下温度出炉，空冷至室温；

5）检验：每支棒材切掉头、尾部，逐支按SEP1921标准的D/d级别超声波探伤检验合格；按批次棒材进行GB/T226标准附录A评级低倍组织满足：一般疏松、中心疏松及偏析均≤1.5级，没有中心裂纹、缩孔、中间裂纹、白点、翻皮及皮下夹杂缺陷；按批次进行力学性能检验，力学性能满足冷镦模具材料高强韧性及耐磨性使用要求。

2.根据权利要求1所述的一种连铸坯生产冷镦模块用中碳低合金CrMnSiB系钢锻、轧制棒材的制造方法，其特征在于：所述棒材经850-870℃淬火、水冷+500-600℃回火、水冷，棒材室温纵向力学性能保证：Rm≥1000MPa，Rp0.2≥860MPa，A₅≥12%，Z≥45%，Aku≥50J，HBW≥300；热处理后钢材显微组织为回火索氏体，实际晶粒度≥9.0级。

3. 一种如权利要求1所述的连铸坯生产冷镦模块用中碳低合金CrMnSiB系钢锻、轧制棒材的制造方法，其特征在于：采用Φ600mm²、390×510 mm²尺寸的连铸圆、方坯代替模铸钢锭锻造或轧制生产钢棒，其中Φ250-350mm规格钢棒用连铸坯锻制生产，20≤Φ＜250mm规格钢棒用连铸坯轧制生产，锻、轧制钢棒的内部质量满足SEP 1921标准的D/d级别超声波探伤要求，力学性能满足冷镦模具材料使用上的强韧性及耐磨性要求。

4.根据权利要求1所述的一种连铸坯生产冷镦模块用中碳低合金CrMnSiB系钢锻、轧制棒材的制造方法，其特征在于：所述方法通过控制冶炼、低温浇注、高温轧制或锻制、合理冷却及退火工艺过程实现，钢材最终得到铁素体+珠光体组织。

5.根据权利要求1所述的一种连铸坯生产冷镦模块用中碳低合金CrMnSiB系钢锻、轧制棒材的制造方法，其特征在于：所述步骤3.1）中连铸圆坯出炉后进行自由锻造，初锻开坯尺寸500-520mm方钢，采用30-40mm小压下量拔方，防止出现初锻坯表面裂纹；中间开坯380-400mm方钢，采用70-80mm大压下量拔方，随后继续拔方并倒外圆。

6.根据权利要求1所述的一种连铸坯生产冷镦模块用中碳低合金CrMnSiB系钢锻、轧制棒材的制造方法，其特征在于：所述步骤3.2）中粗轧阶段1130-1160℃温度开轧，前两道次总压缩率≥30%，采用强压下轧制，其中单道次压下率17%以上，总压缩率≥50%；精轧阶段的精轧温度≥980℃，终轧温度不低于870℃，钢的总压缩率≥100%。