CN108467989A - 一种易焊接预硬化塑料模具钢板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种易焊接预硬化塑料模具钢板及其生产方法,属于钢铁生产技术领域。所述钢板的成分重量百分比组成:C:0.20~0.30%,Mn:0.20~0.40%,Si:0.20~0.40%,S≤0.015%,P≤0.020%,Cr:1.00~1.60%,Mo:0.15~0.25%,Ni:0.80~1.10%,Al:0.005~0.030%,余量为Fe和不可避免的杂质。所述生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、RH炉真空精炼、连铸、加热、控轧控冷轧制和高温回火热处理工序。本发明所得钢板的硬度为28~36HRC,同一块钢板硬度偏差≤3HRC,焊接敏感性指数Pcm≤0.40,易于焊接。
Description
技术领域
本发明属于钢铁生产技术领域,具体涉及一种易焊接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、橡胶制品的原材料,应用于交通工具、电子通讯设备、家用电器等各类行业。塑料模具在使用后不可避免的会遇到模具局部损坏需要修补的情况,而现有的塑料模具钢碳含量普遍在0.35~0.45%之间,焊接性较差,不易修补。如冶金部塑料模具钢板标准YB/T 107中一般都是采用高C、Cr、Mo成分,如SM3Cr2Mo,SM3Cr2Ni1Mo钢板等,该类模具钢焊接裂纹敏感性指数Pcm(计算公式Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B)在0.50左右,数值较高,不易焊接;而此类钢板一般都以预硬化态交货,硬度控制在28~36HRC之间。
因此,为了改善塑料模具钢的可焊接性能,在降低C含量时还应充分考虑到化学成分的淬透性,否则难以达到塑料模具钢的预硬化使用要求。
发明内容
为了改善现有塑料模具钢的焊接性能,本发明提供一种低碳的易焊接预硬化塑料模具钢板,同时还提供了一种易焊接预硬化塑料模具钢板的生产方法。
为解决上述技术问题,本发明提供的技术方案为:
一种易焊接预硬化塑料模具钢板,其化学成分组成及重量百分为:C:0.20~0.30%,Mn:0.20~0.40%,Si:0.20~0.40%,S≤0.015%,P≤0.020%,Cr:1.00~1.60%,Mo:0.15~0.25%,Ni:0.80~1.10%,Al:0.005~0.030%,余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述钢板厚度为15~200mm。
本发明所述钢板硬度为28~36HRC,同一块钢板硬度偏差≤3HRC;焊接裂纹敏感性指数Pcm≤0.40。
一种易焊接预硬化塑料模具钢板的生产方法,其包括转炉冶炼、LF炉精炼、RH炉真空精炼、连铸、加热、控轧控冷轧制和高温回火热处理工序。
本发明方法所述转炉冶炼工序入转炉铁水中S≤0.050%。
本发明方法所述加热工序加热温度1150~1260℃。
本发明方法所述控轧控冷轧制工序终轧温度820~900℃。
本发明方法所述控轧控冷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700~800℃。
本发明方法所述高温回火热处理工序,采用连续式辊底炉进行高温回火热处理,热处理保温温度为540~620℃,保温时间为100~400min。
本发明易焊接预硬化塑料模具钢板产品硬度检测标准参考GB/T 231.1-2009。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:1、本发明C加入量控制在0.20~0.30%之间,通过低碳含量的成分设计,保证了钢板的焊接性能,并采用较低的Cr、Ni、Mo成分,不添加其它Nb、Ti等贵重合金元素,有效地降低了生产成本。2、采用控轧控冷轧制和高温回火热处理工序,可以获得硬度均匀的预硬化塑料模具钢,硬度范围在28~36HRC之间,同一块钢板硬度偏差≤3HRC,符合预硬化塑料模具钢的使用要求。所得钢板的焊接敏感性指数Pcm≤0.40,易于焊接。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例易焊接预硬化塑料模具钢板的厚度规格为15mm,其化学成分及质量百分含量为:C:0.20%,Mn:0.20%,Si:0.27%,S:0.015%,P:0.020%,Cr:1.00%,Mo:0.15%,Ni:0.80%,Al:0.005%,其余为铁和不可避免的杂质。
其生产工艺包括转炉冶炼、LF炉精炼、RH炉真空精炼、连铸、加热、控轧控冷轧制和高温回火热处理工序。各工序具体步骤如下所述:
(1)转炉冶炼工序:入转炉的铁水中,S含量为0.050%;
(2)LF炉精炼、RH炉真空精炼工序:经过LF炉精炼、RH真空炉精炼得合格钢水,C元素含量为0.20%;
(3)连铸工序:连铸坯厚度为220mm,连铸板坯规格为220×1800×3000mm;
(4)加热工序:加热温度为1260℃;
(5)控轧控冷工序:高压水除鳞,轧至15mm厚度,终轧温度为900℃,轧制后采用水冷,冷却后钢板返红温度为800℃;
(6)高温回火热处理工序:采用连续式辊底炉进行高温回火热处理,热处理保温温度为620℃,保温时间为100min,回火热处理后在空气中冷却。
经检验钢板硬度为28~32HRC,同一块钢板硬度偏差为2HRC,符合预硬化塑料模具钢的要求;焊接裂纹敏感性指数Pcm=0.292。
实施例2
本实施例易焊接预硬化塑料模具钢板的厚度规格为200mm,其化学成分及质量百分含量为:C:0.24%,Mn:0.25%,Si:0.40%,S:0.005%,P:0.015%,Cr:1.60%,Mo:0.23%,Ni:1.05%,Al:0.030%,其余为铁和不可避免的杂质。
其生产工艺包括转炉冶炼、LF炉精炼、RH炉真空精炼、连铸、加热、控轧控冷轧制和高温回火热处理工序。各工序具体步骤如下所述:
(1)转炉冶炼工序:入转炉的铁水中,S含量为0.050%;
(2)LF炉精炼、RH炉真空精炼工序:经过LF炉精炼、RH真空炉精炼得合格钢水,C元素含量为0.30%;
(3)连铸工序:连铸坯厚度为400mm,连铸板坯规格为400×1800×3000mm;
(4)加热工序:加热温度为1160℃;
(5)控轧控冷工序:高压水除鳞,轧至200mm厚度,终轧温度为820℃;轧制后采用水冷,冷却后钢板返红温度为700℃;
(6)高温回火热处理工序:采用连续式辊底炉进行高温回火热处理,热处理保温温度为540℃,保温时间为400min,回火热处理后在空气中冷却。
经检验钢板硬度为30~34HRC,同一块钢板硬度偏差为2HRC,符合预硬化塑料模具钢的要求;焊接裂纹敏感性指数Pcm=0.379。
实施例3
本实施例易焊接预硬化塑料模具钢板的厚度规格为100mm,其化学成分及质量百分含量为:C:0.25%,Mn:0.30%,Si:0.30%,S:0.005%,P:0.015%,Cr:1.30%,Mo:0.22%,Ni:1.00%,Al:0.020%,其余为铁和不可避免的杂质。
其生产工艺包括转炉冶炼、LF炉精炼、RH炉真空精炼、连铸、加热、控轧控冷轧制和高温回火热处理工序。各工序具体步骤如下所述:
(1)转炉冶炼工序:入转炉的铁水中,S含量为0.050%;
(2)LF炉精炼、RH炉真空精炼工序:经过LF炉精炼、RH真空炉精炼得合格钢水,C元素含量为0.25%;
(3)连铸工序:连铸坯厚度为280mm,连铸板坯规格为280×1800×3000mm;
(4)加热工序:加热温度为1200℃;
(5)控轧控冷工序:高压水除鳞,轧至100mm厚度,终轧温度为840℃;轧制后采用水冷,冷却后钢板返红温度为750℃;
(6)高温回火热处理工序:采用连续式辊底炉进行高温回火热处理,热处理保温温度为560℃,保温时间为280min,回火热处理后在空气中冷却。
经检验钢板硬度为30~34HRC,同一块钢板硬度偏差为1HRC,符合预硬化塑料模具钢的要求;焊接裂纹敏感性指数Pcm=0.373。
实施例4
本实施例易焊接预硬化塑料模具钢板的厚度规格为60mm,其化学成分及质量百分含量为:C:0.23%,Mn:0.28%,Si:0.23%,S:0.005%,P:0.012%,Cr:1.55%,Mo:0.20%,Ni:1.00%,Al:0.015%,其余为铁和不可避免的杂质。
其生产工艺包括转炉冶炼、LF炉精炼、RH炉真空精炼、连铸、加热、控轧控冷轧制和高温回火热处理工序。各工序具体步骤如下所述:
(1)转炉冶炼工序:入转炉的铁水中,S含量为0.050%;
(2)LF炉精炼、RH炉真空精炼工序:经过LF炉精炼、RH真空炉精炼得合格钢水,C元素含量为0.25%;
(3)连铸工序:连铸坯厚度为280mm,连铸板坯规格为280×1800×3000mm;
(4)加热工序:加热温度为1200℃;
(5)控轧控冷工序:高压水除鳞,轧至60mm厚度,终轧温度为860℃,轧制后采用水冷,冷却后钢板返红温度为780℃;
(6)高温回火热处理工序:采用连续式辊底炉进行高温回火热处理,热处理保温温度为570℃,保温时间为180min,回火热处理后在空气中冷却。
经检验钢板硬度为29~33HRC,同一块钢板硬度偏差为1.5HRC,符合预硬化塑料模具钢的要求;焊接裂纹敏感性指数Pcm=0.359。
实施例5
本实施例易焊接预硬化塑料模具钢板的厚度规格为40mm,其化学成分及质量百分含量为:C:0.30%,Mn:0.22%,Si:0.37%,S:0.015%,P:0.002%,Cr:1.05%,Mo:0.16%,Ni:0.83%,Al:0.010%,其余为铁和不可避免的杂质。
其生产工艺包括转炉冶炼、LF炉精炼、RH炉真空精炼、连铸、加热、控轧控冷轧制和高温回火热处理工序。各工序具体步骤如下所述:
(1)转炉冶炼工序:入转炉的铁水中,S含量为0.020%;
(2)LF炉精炼、RH炉真空精炼工序:经过LF炉精炼、RH真空炉精炼得合格钢水,C元素含量为0.30%;
(3)连铸工序:连铸坯厚度为200mm,连铸板坯规格为200×1800×3000mm;
(4)加热工序:加热温度为1150℃;
(5)控轧控冷工序:高压水除鳞,轧至40mm厚度,终轧温度为830℃;轧制后采用水冷,冷却后钢板返红温度为710℃;
(6)高温回火热处理工序:采用连续式辊底炉进行高温回火热处理,热处理保温温度为540℃,保温时间为120min,回火热处理后在空气中冷却。
经检验钢板硬度为31~35HRC,同一块钢板硬度偏差为2HRC,符合预硬化塑料模具钢的要求;焊接裂纹敏感性指数Pcm=0.400。
实施例6
本实施例易焊接预硬化塑料模具钢板的厚度规格为150mm,其化学成分及质量百分含量为:C:0.22%,Mn:0.35%,Si:0.20%,S:0.003%,P:0.018%,Cr:1.60%,Mo:0.24%,Ni:0.95%,Al:0.025%,其余为铁和不可避免的杂质。
其生产工艺包括转炉冶炼、LF炉精炼、RH炉真空精炼、连铸、加热、控轧控冷轧制和高温回火热处理工序。各工序具体步骤如下所述:
(1)转炉冶炼工序:入转炉的铁水中,S含量为0.040%;
(2)LF炉精炼、RH炉真空精炼工序:经过LF炉精炼、RH真空炉精炼得合格钢水,C元素含量为0.22%;
(3)连铸工序:连铸坯厚度为300mm,连铸板坯规格为300×1800×3000mm;
(4)加热工序:加热温度为1250℃;
(5)控轧控冷工序:高压水除鳞,轧至150mm厚度,终轧温度为900℃;轧制后采用水冷,冷却后钢板返红温度为730℃;
(6)高温回火热处理工序:采用连续式辊底炉进行高温回火热处理,热处理保温温度为550℃,保温时间为360min,回火热处理后在空气中冷却。
经检验钢板硬度为30~34HRC,同一块钢板硬度偏差为3HRC,符合预硬化塑料模具钢的要求;焊接裂纹敏感性指数Pcm=0.356。
实施例7
本实施例易焊接预硬化塑料模具钢板的厚度规格为120mm,其化学成分及质量百分含量为:C:0.20%,Mn:0.38%,Si:0.30%,S:0.012%,P:0.010%,Cr:1.40%,Mo:0.25%,Ni:0.90%,Al:0.008%,其余为铁和不可避免的杂质。
其生产工艺包括转炉冶炼、LF炉精炼、RH炉真空精炼、连铸、加热、控轧控冷轧制和高温回火热处理工序。各工序具体步骤如下所述:
(1)转炉冶炼工序:入转炉的铁水中,S含量为0.050%;
(2)LF炉精炼、RH炉真空精炼工序:经过LF炉精炼、RH真空炉精炼得合格钢水,C元素含量为0.20%;
(3)连铸工序:连铸坯厚度为300mm,连铸板坯规格为300×1800×3000mm;
(4)加热工序:加热温度为1180℃;
(5)控轧控冷工序:高压水除鳞,轧至120mm厚度,终轧温度为890℃;轧制后采用水冷,冷却后钢板返红温度为800℃;
(6)高温回火热处理工序:采用连续式辊底炉进行高温回火热处理,热处理保温温度为590℃,保温时间为320min,回火热处理后在空气中冷却。
经检验钢板硬度为28~31HRC,同一块钢板硬度偏差为1HRC,符合预硬化塑料模具钢的要求;焊接裂纹敏感性指数Pcm=0.331。
实施例8
本实施例易焊接预硬化塑料模具钢板的厚度规格为180mm,其化学成分及质量百分含量为:C:0.29%,Mn:0.40%,Si:0.20%,S:0.010%,P:0.008%,Cr:1.00%,Mo:0.18%,Ni:0.80%,Al:0.027%,其余为铁和不可避免的杂质。
其生产工艺包括转炉冶炼、LF炉精炼、RH炉真空精炼、连铸、加热、控轧控冷轧制和高温回火热处理工序。各工序具体步骤如下所述:
(1)转炉冶炼工序:入转炉的铁水中,S含量为0.030%;
(2)LF炉精炼、RH炉真空精炼工序:经过LF炉精炼、RH真空炉精炼得合格钢水,C元素含量为0.29%;
(3)连铸工序:连铸坯厚度为400mm,连铸板坯规格为400×1800×3000mm;
(4)加热工序:加热温度为1220℃;
(5)控轧控冷工序:高压水除鳞,轧至180mm厚度,终轧温度为820℃;轧制后采用水冷,冷却后钢板返红温度为790℃;
(6)高温回火热处理工序:采用连续式辊底炉进行高温回火热处理,热处理保温温度为610℃,保温时间为240min,回火热处理后在空气中冷却。
经检验钢板硬度为28~30HRC,同一块钢板硬度偏差为1HRC,符合预硬化塑料模具钢的要求;焊接裂纹敏感性指数Pcm=0.392。
实施例9
本实施例易焊接预硬化塑料模具钢板的厚度规格为80mm,其化学成分及质量百分含量为:C:0.27%,Mn:0.26%,Si:0.32%,S:0.008%,P:0.005%,Cr:1.15%,Mo:0.15%,Ni:1.10%,Al:0.005%,其余为铁和不可避免的杂质。
其生产工艺包括转炉冶炼、LF炉精炼、RH炉真空精炼、连铸、加热、控轧控冷轧制和高温回火热处理工序。各工序具体步骤如下所述:
(1)转炉冶炼工序:入转炉的铁水中,S含量为0.040%;
(2)LF炉精炼、RH炉真空精炼工序:经过LF炉精炼、RH真空炉精炼得合格钢水,C元素含量为0.28%;
(3)连铸工序:连铸坯厚度为250mm,连铸板坯规格为250×1800×3000mm;
(4)加热工序:加热温度为1240℃;
(5)控轧控冷工序:高压水除鳞,轧至80mm厚度,终轧温度为880℃;轧制后采用水冷,冷却后钢板返红温度为765℃;
(6)高温回火热处理工序:采用连续式辊底炉进行高温回火热处理,热处理保温温度为620℃,保温时间为380min,回火热处理后在空气中冷却。
经检验钢板硬度为28~30HRC,同一块钢板硬度偏差为1HRC,符合预硬化塑料模具钢的要求;焊接裂纹敏感性指数Pcm=0.380。
Claims (9)
1.一种易焊接预硬化塑料模具钢板,其特征在于:其化学成分组成及重量百分含量为:C:0.20~0.30%,Mn:0.20~0.40%,Si:0.20~0.40%,S≤0.015%,P≤0.020%,Cr:1.00~1.60%,Mo:0.15~0.25%,Ni:0.80~1.10%,Al:0.005~0.030%,余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的易焊接预硬化塑料模具钢板,其特征在于:所述钢板厚度为15~200mm。
3.根据权利要求2所述的易焊接预硬化塑料模具钢板,其特征在于:所述钢板硬度为28~36HRC,同一块钢板硬度偏差≤3HRC;焊接裂纹敏感性指数Pcm≤0.40。
4.如权利要求1-3任意一项所述的易焊接预硬化塑料模具钢板的生产方法,其特征在于,所述生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、RH炉真空精炼、连铸、加热、控轧控冷轧制和高温回火热处理工序。
5.根据权利要求4所述的易焊接预硬化塑料模具钢板的生产方法,其特征在于,所述转炉冶炼工序入转炉铁水中S≤0.050%。
6.根据权利要求5所述的易焊接预硬化塑料模具钢板的生产方法,其特征在于,所述加热工序加热温度1150~1260℃。
7.根据权利要求4-6任意一项所述的易焊接预硬化塑料模具钢板的生产方法,其特征在于,所述控轧控冷轧制工序终轧温度820~900℃。
8.根据权利要求4-6任意一项所述的易焊接预硬化塑料模具钢板的生产方法,其特征在于,所述控轧控冷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700~800℃。
9.根据权利要求4-6任意一项所述的易焊接预硬化塑料模具钢板的生产方法,其特征在于,所述高温回火热处理工序,采用连续式辊底炉进行高温回火热处理,热处理保温温度为540~620℃,保温时间为100~400min。
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- 2018-02-22 CN CN201810154015.1A patent/CN108467989B/zh active Active
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