[发明专利]一种圆坯生产塑机料筒用非调质钢的制备方法

说明书

本发明属于非调质钢技术领域，具体涉及一种圆坯生产塑机料筒用非调质钢的制备方法；工艺流程包括：铁水+废钢→电炉→LF精炼→VD真空精炼→圆坯连铸→缓冷→加热、开坯→待温→连轧→穿水→缓冷入坑；本发明优化成分，结合工艺改进，通过控制过热度、三段式电磁搅拌、恒拉速等条件实现偏析的改善；结合控轧控冷工艺通过开坯大变形量及待温方式控制轧制；连轧机采用低温轧制，阻止奥氏体晶粒再结晶，有助于后续相变获得更细小的铁素体和珠光体组织，避免F和P条带的产生；并设计了在连轧前进行待温台架空冷，为实现连轧低温轧制造成条件，进一步提高强度、硬度、改善偏析，从而能够符合注塑机机筒的设计要求，满足塑机机筒使用的硬度和强度。

技术领域

本发明属于非调质钢技术领域，具体涉及一种圆坯生产塑机料筒用非调质钢的制备方法。

背景技术

为响应国家号召发展“双碳”经济，各行业均在加快进行产业结构、能源结构等的调整。钢铁行业要降低排放，发展高性能、非调质钢等绿色产品是大势所趋。

注塑机机筒是注塑机中核心部件之一，应用范围在注塑成型、挤出成型、吹塑成型等制造领域，在注塑机实现对不同状态的塑料输送、压实、施压射出等功能，注塑机筒是决定注塑机使用性能和使用寿命的关键性因素。目前市场上注塑机料筒，外壳使用的材质是不调质的40Cr和42CrMo合金结构钢，内孔为含W、Ni等粉末冶金材料的双金属料筒，其失效模式是由于不调质，外壳材料硬度低、使用过程中易开裂、变形。主要原因是热轧状态的40Cr、42CrMo圆钢的硬度低、强度低、带状偏析重。使用圆坯生产的圆钢其偏析相对于方坯小得多，主要还是其冷却更均匀，枝晶偏析轻；同时由于热轧态40Cr、42CrMo强度低、硬度低的特性，针对注塑机机筒使用性能要求需要针对性的研究；另一方面经调研发现，受制于大规格圆棒生产难度大，国内外钢厂具备大规格组距产品控轧控冷的半连轧制(开坯机+精轧+穿水冷却)鲜有报道；因此针对直接切削用钢产品，力学性能和组织要求，亟需研究一种新的工艺解决钢的硬度低、强度低、偏析的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的技术缺陷，针对塑机机筒用产品采用40Cr和42CrMo热轧态强度低、硬度低、易开裂变形等难以满足使用要求的技术问题，提供一种塑机机筒用直接切削用钢生产方法。

为实现上诉目的，本发明首先针对一种圆坯生产塑机料筒用非调质钢成分进行设计，按照重量百分比包括如下的化学成分：C：0.43～0.50％、Si：0.60～0.70％、Mn：1.50～1.60％、P≤0.030％、S：0.010～0.030％、Cr：0.20～0.30％、V：0.10％～0.20％、Ti:0.010％～0.030％、Ni≤0.030％、Al≤0.030％、Cu≤0.20％、N：130～200ppm、H≤2.0ppm、O≤20ppm；余量为Fe及不可避免杂质。

本发明各化学元素设计原理，如下所述：

C:碳是非调质钢最有效强化和最廉价的元素之一，通过间隙固溶强化增加钢的强度和硬度，增加碳可使得组织中提高珠光体的含量，组织中碳化物增多，但碳使用过多使得韧性下降，本发明碳含量控制在0.43％～0.50％。

Si:硅在非调钢中，能有效控制组织中铁素体含量和形态同时具有较强的固溶强化作用，但含量过高会增加马氏体含量从而强度增加韧性降低，同时硅含量过高生产工艺性能不好控制。本发明硅含量控制在0.60～0.70％。

Mn:锰在非调钢中，具有固溶强化、细晶强化作用，扩大奥氏体相区范围，降低相变温度对控轧控冷工艺获得优良的性能具有帮助，增加珠光体含量以及珠光体片层间距变小，从而导致强度和韧性均有所提高。锰含量太高会产生偏析以及铸坯表面质量不易控制，锰含量太低强度和硬度则达不到，本发明锰含量选择控制1.50～1.60％。