[發明專利]調質型加S易切削模具鋼板及其生產方法

有效

• 申請號: 201610476759.6
• 申請日: 2016-06-27
• 公開（公告）號: CN106119706B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 鄧建軍;張亞麗;趙文忠;韋明;王青;劉利香;王會嶺;付冬陽;宋慶吉;劉丹;張西忠;張鵬云;谷盟森;趙喜偉
• 申請（專利權）人: 舞陽鋼鐵有限責任公司
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/02;C22C38/60;C22C38/18;C22C38/12;C21D8/02;C21D6/00;C21D1/25
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司13108
• 代理人: 劉偉

技術領域

本發明涉及一種調質型加S易切削模具鋼板及其生產方法，屬于合金鋼材料制備技術領域。

背景技術

隨著用戶對鋼板機加工性能要求的提高，要求模具鋼不僅要內部質量致密、潔凈，硬度的均勻性，更對鋼板的切削加工性能提出了要求。硫在鋼中偏析嚴重，惡化鋼的質量，在高溫下，降低鋼的塑性，是一種有害元素，它以熔點較低的FeS形式存在。單獨存在的FeS的熔點只有1190℃，而在鋼中與鐵形成共晶體的共晶溫度更低，只有988℃，當鋼凝固時，硫化鐵析集在原生晶界處。鋼1100～1200℃進行軋制時，晶界上的FeS就將熔化，大大的削弱了晶粒之間的結合力，導致鋼的熱脆現象，因此對硫應嚴加控制。研究表明，鋼中加入一定含量的硫和錳，可以改善鋼的被切削性能。因此在易切削鋼中，硫作為有益元素加入，為防止因硫導致的脆性，應加足夠的錳，使其形成熔點較高的MnS，從而改善切削加工性能。

中國專利200810141497.3公開了一種加硫易切削塑料模具鋼的冶煉方法,冶煉過程中喂入硫鐵線提高硫含量為0.09-0.125%，來提高鋼板的易切削性能，但其硫鐵線的喂入時機為DV真空處理后，未能將鋼水中的硫充分均勻，易造成硫的偏析，真空處理時硫易被堿性渣吸收，控制硫含量困難。中國專利201310569068.7 公開了一種易切削塑料模具鋼板的生產方法，通過冶煉過程中喂入硫線提高硫含量為0.05-0.10%，來實現提高鋼板易切削性能的目的，但其熱處理采用正火+回火方式，正火后的鋼板組織不穩定，易造成性能不均勻，從而造成鋼板厚度方向的硬度不均勻。而本專利采用調質（即淬火+回火）的熱處理方式，淬火后的組織為均勻細化的組織，從而鋼板有均勻的性能。

發明內容

本發明提供一種調質型加S易切削模具鋼板及其生產方法，通過加入一定含量的硫和錳來改善鋼的易切削性能，碳、錳固溶強化，加入少量的Cr細化晶粒，其彌散強化作用，增加鋼板硬度；以及后續合理的調質熱處理工藝，提高鋼板整板的硬度均勻性、易切削性能、焊接性能和耐磨性能。

本發明所采取的技術方案是：

調質型加S易切削模具鋼板，由以下重量百分含量的化學成分組成：C：0.35%-0.45%，Si：0.30%-0.50%，Mn：1.40%-1.60%，P≤0.030%，S：0.05%-0.10%，Cr：1.80%-2.0%，Mo：0.15%-0.25%，余量為Fe和不可避免的雜質。

鋼板的厚度≤120mm。

調質型加S易切削模具鋼板的生產方法，包括下述步驟：

（1）冶煉：將含有以下重量百分比C：0.35%-0.45%，Si：0.30%-0.50%，Mn：1.40%-1.60%，P≤0.030%，S：0.05%-0.10%，Cr：1.80%-2.0%，Mo：0.15%-0.25%的鋼水先經電爐冶煉，送入LF精煉爐精煉，當鋼水溫度達到1620℃時轉入VD爐真空脫氣處理，VD前加入CaSi塊或Fe-Ca線；CaSi塊或Fe-Ca線的加入量≥100kg/爐；

（2）連鑄：采用低碳保護渣，鑄坯下線堆垛24小時以上，帶溫清理、轉連續式加熱爐進行加熱；

（3）加熱：最高加熱溫度為1260℃，均熱溫度為1100-1200℃，總加熱時間為10-20h，均熱時間≥5h；

（4）軋制：加熱溫度1100℃～1200℃，開軋溫度1050℃～1100℃，采用低速大壓下的控制手段，道次壓下率給定在8%～10%之間，道次之間預留2～5s的靜態再結晶時間，達到成品厚度時的終軋溫度保證在980℃以上，總壓下率達到60%，使鋼板充分再結晶；

（5）軋后水冷：鋼板軋后通過ACC快冷到600℃～700℃之間，保留細化的組織快速水冷至750～850℃；

（6）熱堆垛：軋后鋼板采用堆垛緩冷進行去應力；

（7）熱處理：熱處理采用淬火+回火方式；

（8）出鋼后鋼板及時堆垛緩冷，48小時后拆垛，鋼板慢速帶溫切割。

優選的，步驟（1）所述的真空脫氣處理的真空度≤66.6Pa，真空保持時間≥20min。

優選的，步驟（2）所述的澆注溫度為1540～1560℃。

進一步優選的，步驟（7）中淬火工藝為：爐溫500～600℃裝爐， 2～6小時快速升溫到900±20℃（提高奧氏體的形核速率），保溫3～10小時（避免高溫長時加熱導致奧氏體晶粒長大）；保溫結束，入水快速冷卻，淬火水溫控制在30℃以下，輥速3m～10m/min，返紅溫度在100℃～200℃之間。