CN109136753A - 一种p80高镜面塑料模具钢板的制造方法 - Google Patents
一种p80高镜面塑料模具钢板的制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109136753A CN109136753A CN201810917702.4A CN201810917702A CN109136753A CN 109136753 A CN109136753 A CN 109136753A CN 201810917702 A CN201810917702 A CN 201810917702A CN 109136753 A CN109136753 A CN 109136753A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steel plate
- steel
- furnace
- temperature
- plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
- B22D11/11—Treating the molten metal
- B22D11/111—Treating the molten metal by using protecting powders
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
- C21C5/36—Processes yielding slags of special composition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/0006—Adding metallic additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/06—Deoxidising, e.g. killing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/072—Treatment with gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/10—Handling in a vacuum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0081—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for slabs; for billets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/002—Bainite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/008—Martensite
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
本发明公开了一种P80高镜面塑料模具钢板的制造方法,步骤如下:1)在转炉铁水倒入前加入80%以上的Ni板和Cu板,使吹炼后的钢水Ni含量和Cu含量分别达到2.50%和0.80%;2)LF精炼造高碱度渣,加合金进行成分微调,制得钢水;3)钢水经RH/VD真空炉脱气除杂,出站钢中[H]≤2ppm;4)连铸采用专用保护渣,板坯拉速控制在0.55~0.85m/min;5)坯料在加热炉存炉时间≥700分钟,预热温度≤800℃,预热结束后快速升温至1150℃以上;6)钢板轧制后在线冷却,开冷温度865℃~885℃,冷却速度≥5℃/S;7)时效处理,保温温度520℃~540℃。本发明采用转炉+连铸+超快冷工艺生产,取代了电炉+模铸+离线固溶生产模式,生产效率高,实现了高质量P80高镜面塑料模具钢的大批量生产。
Description
技术领域
本发明涉及模具钢制造技术领域,尤其涉及一种P80高镜面塑料模具钢板的制造方法。
背景技术
随着电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电、通讯和军工等行业的快速发展,很多零部件材料表面要求具有镜面光亮性能,高镜面塑料模具钢应运而生,市场需求越来越大,目前,国内还大量依赖进口。通常,钢的镜面光亮性能主要受以下几个因素控制:材料是以马氏体或贝氏体为主的基体组织,要求晶粒均匀细小、较高的洁净度、理想的硬度在39~45HRC之间。目前,限于工艺装备水平和产品要求的特性,单纯以马氏体为主的基体组织尚未出现,而以贝氏体组织为主的高镜面塑料模具钢居多,如果基体组织是低碳板条状马氏体+贝氏体双相混合组织,就比以贝氏体为主的基体组织镜面光亮性能要好。欧美日等国相继投入了大量资金,开发了以贝氏体组织为主的镜面性能的塑料模具钢,典型代表为日本牌号NAK80。该钢属时效硬化钢,采用低含碳量、并以Ni-Cu-Al三元合金按一定比例加入提高淬透性,同时使基体获得最大的沉淀硬化效应,时效处理后得到弥散分布的极为细小的金属间化合物Al3Ni和富Cu相。为确保此钢种淬透性好,获得均匀一致的贝氏体组织,通常还添加Mn、Mo等合金元素。为了实现国产化,国内长城特钢、东北特钢、抚顺特钢、太钢、舞钢等钢厂也相继进行了时效硬化模具钢的研发,但都是电炉+模铸形式生产,流程长,能耗高、污染大,生产能力有限,不但满足不了市场的需求,而且不适应当前节能减排的可持续发展。
目前,国内外高镜面塑料模具钢材的制造流程有以下两种:
1)电炉→炉外精炼→电渣重熔→电渣锭→锻或轧开坯→轧制成材(扁钢)→离线固溶→时效→检验→入库。
2)电炉→炉外精炼→水冷模铸浇注→轧制成材(中厚板)→离线固溶→时效→检验→入库。
上述生产方式均为电炉生产流程,模铸工艺能耗高、坯料收得率低、环境污染大,不适应当前的节能减排和环境保护的社会发展方向。
基于此,有人尝试采用转炉+连铸+离线固溶模式生产P80高镜面塑料模具钢材(简称P80,下同),均因钢水纯净度控制不好,而导致铸坯内部质量较差或铸坯表面产生裂纹,使得铸坯报废,得不偿失,因此,国内外未见采用转炉+连铸模式生产高镜面塑料模具钢材的报道,都是使用模铸后轧制成钢板或扁钢。
发明内容:
针对现有的电炉+模铸+离线固溶生产方式存在的技术问题,本发明的目的是采用转炉+连铸+超快冷模式生产P80高镜面塑料模具钢板,可避免电炉+模铸生产模式存在的不足,并且取消离线固溶工序而进一步降低能耗,生产效率更高,能满足市场大批量的需求。
一种P80高镜面塑料模具钢板的制造方法,采用转炉+连铸+超快冷工艺,包含具体工艺步骤如下:
1)转炉冶炼:在转炉铁水倒入前加入80%以上的Ni板和Cu板,使吹炼后的钢水到LF精炼炉时Ni含量和Cu含量分别达到2.50%和0.80%;
2)LF炉精炼:LF精炼造高碱度渣,二元碱度R控制在5.0~6.5之间,加合金进行成分微调,使化学成分重量百分比符合C:0.06~0.16%,Mn:1.40~1.70%,Si:0.05~0.20%,S:≤0.010%,P:≤0.020%,Cr:≤0.30%,Mo:0.20~0.50%,Cu:0.80~1.25%,Ni:2.50~3.50%,Alt:0.7~1.30%,其余为铁和不可避免的杂质;
3)RH/VD真空炉脱气除杂:真空炉破空后分两次喂钙线,中间间隔1~2min,软吹氩时间≥20min,出站钢中[H]≤2ppm;
4)连铸:采用专用保护渣,全程保护浇注,该保护渣包含有重量百分比为CaO 35.0~39.0%,SiO225.0~32.0%,Al2O3≤4.0%,CaF218.0~22.0%,Na2O 5.0~8.0%TC 3.0~5.0%,二元碱度为1.1~1.5的化学成分和熔点为1080~1120℃,1300℃熔渣粘度为0.05~0.12Pa.s,成渣速度≤26秒的物理性能,板坯拉速控制在0.55~0.85m/min,过热度控制在10℃~30℃;
5)加热:坯料在加热炉存炉时间≥700分钟,其中,坯料在预热段至少要预热2小时,预热温度≤800℃,预热结束后快速升温至1150℃以上;
6)超快冷:钢板轧制后在线冷却,开冷温度865℃~885℃,冷却速度≥5℃/S,冷却至Ms相变点以下;
7)时效:待钢板冷却至室温后,对钢板进行回火处理,保温温度520℃~540℃,保温时间(5.5~6.5)×H分钟(H为钢板厚度mm),钢板出炉空冷,得到低碳板条状马氏体+贝氏体双相混合组织。
进一步优选的,一种P80高镜面塑料模具钢板的制造方法,采用转炉+连铸+超快冷工艺,包含具体工艺步骤如下:
1)转炉冶炼:在转炉铁水倒入前加入85%以上的Ni板和Cu板,使吹炼后的钢水到LF精炼炉时Ni含量和Cu含量分别达到2.50%和0.80%;
2)LF炉精炼:LF精炼造高碱度渣,二元碱度R控制在5.5~6.5之间,加合金进行成分微调,使化学成分重量百分比符合C:0.06~0.16%,Mn:1.40~1.70%,Si:0.05~0.20%,S:≤0.010%,P:≤0.020%,Cr:≤0.30%,Mo:0.20~0.50%,Cu:0.80~1.25%,Ni:2.50~3.50%,Alt:0.7~1.30%,其余为铁和不可避免的杂质;
3)RH/VD真空炉脱气除杂:真空炉破空后分两次喂钙线,中间间隔1min,软吹氩时间≥22min,出站钢中[H]≤1.5ppm;
4)连铸:采用专用保护渣,全程保护浇注,该保护渣包含有重量百分比为CaO 35.0~39.0%,SiO225.0~32.0%,Al2O3≤4.0%,CaF218.0~22.0%,Na2O 5.0~8.0%TC 3.0~5.0%,二元碱度为1.1~1.5的化学成分和熔点为1080~1120℃,1300℃熔渣粘度为0.05~0.12Pa.s,成渣速度≤23秒的物理性能,板坯拉速控制在0.55~0.85m/min,过热度控制在15℃~25℃;
5)加热:坯料在加热炉存炉时间≥720分钟,其中,坯料在预热段至少要预热2小时,预热温度≤800℃,预热结束后快速升温至1180℃以上;
6)超快冷:钢板轧制后在线冷却,开冷温度865℃~885℃,冷却速度≥8℃/S,冷却至Ms相变点以下;
7)时效:待钢板冷却至室温后,对钢板进行回火处理,保温温度530℃~540℃,保温时间(5.5~6.5)×H分钟(H为钢板厚度mm),钢板出炉空冷,得到低碳板条状马氏体+贝氏体双相混合组织。
本发明的总体思路在于:
1、钢水的纯净度控制:由于P80塑料模具钢主要用于制造高镜面模具,其表面抛光后不能出现任何的瑕疵,因此P80高镜面塑料模具钢必须有很高的纯净度,具体为较低的三气(N,H,O)含量和较低的夹杂物级别。采用在转炉铁水倒入前加入80%以上的Ni板和Cu板,可以缩短LF精炼周期,避免钢水吸附空气中的氢和氮;LF炉精炼采用高碱度造白渣,白渣保持时间≥10分钟,可以增强精炼渣吸附夹杂的能力,获得较低的夹杂物级别,并且采用铝块进行脱氧,氧含量控制在30ppm以下;采用RH炉或VD真空炉精炼,确保出站钢中[H]≤2ppm,进一步控制钢水有害气体和夹杂物,保持较长的软吹氩时间,有利于促进夹杂物充分上浮,提高钢水纯净度。
2、板坯的内外质量控制:高合金钢板坯连铸对连铸机的力能参数和精度要求较高,尤其是P80含有较高Al含量,钢水粘稠性较大,如浇注温度、拉速、二冷配水等控制不好,将很容易出现漏钢、裂纹和分层等问题。连铸采用专用保护渣,并且控制Al2O3≤4.0%,全程保护浇注,板坯拉速控制在0.55~0.85m/min,过热度控制在10℃~30℃,有效解决了这些问题。
3、钢板在线固溶质量控制:固溶处理是为了使钢中各类合金元素能尽可能的固溶在基体组织中,是后续时效处理中能否得到良好的沉淀硬化的关键,而钢板在线固溶是通过轧后的超快冷设备来实现其钢中各类合金元素的固溶效果,从而替代钢板的离线淬火,减少一道制造工序,因此,如何合理控制钢板的开冷温度、终冷温度、冷速、上下水比等将是钢板实现在线固溶的关键技术问题。利用Gleebe-3800热模拟机对P80钢板进行了动态连续冷却曲线测定,试验钢测定CCT曲线的基本条件为:以1℃/s加热速度加热到1200℃,保温2分钟,以5℃/s冷却速度降到1000℃,保温30s,再按5s-1的速度变形40%,分别按50℃/s、30℃/s、15℃/s、10℃/s、5℃/s、2℃/s、1℃/s、1000℃/h、500℃/h、200℃/h冷却到室温,测得钢板的动态连续冷却曲线如图1所示,从图1的CCT曲线可以看出,随着冷却速度的降低,相转变温度上升,当冷却速度小于2℃/s时,相变开始温度变化不大;当冷却速度大于15℃/s时,得到是马氏体组织,随着冷却速度的降低,贝氏体含量增加。据此,开冷温度在865℃~885℃,控制冷却速度≥5℃/S,冷却至Ms相变点以下,可以实现离线固溶的效果,从而节约钢板二次加热能源,并且时效后得到目前最好的低碳板条状马氏体+贝氏体双相混合组织。
本发明与现有技术相比,其优点是克服了采用转炉生产P80高镜面塑料模具钢,因钢水纯净度控制不好而易导致铸坯内部质量较差或铸坯表面产生裂纹的技术瓶颈,采用转炉+连铸+超快冷工艺生产,取代了电炉+模铸+离线固溶生产模式,并且进一步优化,替代了传统的离线固溶处理工艺,大大简化了生产工艺流程,生产效率高,缩短了生产周期,同时节约了钢板离线固溶二次加热的能源,降低了制造成本,实现了高质量P80高镜面塑料模具钢板的大批量生产。
附图说明
图1为P80钢连续冷却转变CCT曲线。
图2为本发明P80钢超快冷在线固溶后马氏体+贝氏体双相混合基体组织。
图3为本发明P80钢时效后低碳板条状马氏体+贝氏体双相混合基体组织。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
下列实施例中的P80高镜面塑料模具钢板均为本发明所设计的化学成分,生产流程及生产工艺所制备。
1)生产流程:铁水→脱硫→转炉→吹氩→LF炉→RH/VD真空炉→板坯连铸→板坯定尺→板坯缓冷→加热轧制→超快冷却→时效→检验入库;
2)工艺步骤:
(1)转炉冶炼:采取顶底复吹氧气转炉进行冶炼,在转炉铁水倒入前加入80%以上的Ni板和Cu板,使大量的Ni板和Cu板在铁水倒入和吹炼过程熔化,钢水到LF精炼炉时Ni含量和Cu含量分别达到2.50%和0.80%,这样做的目的是大幅度缩短LF精炼周期,有效避免在LF精炼工序因大量的Ni板和Cu板加入而造成的温降,同时避免钢水升温时间过长而吸附空气中的氢和氮,提高铸坯质量,终点控制要求:C:≤0.06%,P:≤0.010%,S:≤0.020%,出钢采用挡渣塞挡渣出钢,出钢时进行渣洗,全部采用铝块进行脱氧,氧含量控制在30ppm以下;
(2)LF炉精炼:LF精炼炉处理时加石灰800~1200kg,萤石80~150kg,精炼渣二元碱度R(CaO/SiO2)为5.0~6.5,Al2O318.0~22.0%,通电化渣6~10分钟,加入Al粒造白渣,白渣保持时间≥10分钟,加强精炼渣吸附夹杂的能力,然后加入合金硅铁、金属锰、镍板、钼铁、铜板,使化学成分重量百分比符合C:0.06~0.16%,Mn:1.40~1.70%,Si:0.05~0.20%,S:≤0.010%,P:≤0.020%,Cr:≤0.30%,Mo:0.20~0.50%,Cu:0.80~1.25%,Ni:2.50~3.50%,Alt:0.7~1.30%,其余为铁和不可避免的杂质;
(3)RH炉或VD真空炉精炼:RH精炼炉真空处理时极限真空度≤20Pa,真空处理时间≥20min,纯脱气时间≥15min,去除有害气体H、N,确保出站钢中[H]≤2ppm,破空后分两次喂钙线,中间间隔1~2min,喂纯钙线,总长度250~300m,使夹杂物球化,处理结束后软吹氩≥20min,软吹氩气流量控制在80~100NL/min,促进夹杂物充分上浮;或采用VD精炼炉真空处理时极限真空度≤45Pa,真空处理时间≥25min,极限真空保持时间≥20min,去除有害气体H、N,确保出站钢中[H]≤2ppm,破空后分两次喂钙线,中间间隔1~2min,喂纯钙线,总长度350~400m,使夹杂物球化,保证软吹氩时间≥20min,软吹氩气流量控制在10~20Nm3/h,促进夹杂物充分上浮;
(4)连铸:a、结晶器采用弱冷技术,根据铸坯厚度调节结晶器宽面和窄面水量;b、采用专用保护渣,全程保护浇注,该保护渣包含有重量百分比为CaO 35.0~39.0%,SiO225.0~32.0%,Al2O3≤4.0%,CaF218.0~22.0%,Na2O 5.0~8.0%,TC 3.0~5.0%,二元碱度(CaO/SiO2)为1.1~1.5的化学成分和熔点为1080~1120℃,1300℃熔渣粘度为0.05~0.12Pa.s,成渣速度≤26秒的物理性能;c、该专用保护渣说明如下:碱度设置比常规高(常规0.8以下),有利于提高析晶率,提高热阻,使坯壳均匀,同时高碱度能降低液渣的黏度,改善流动性,加强润滑效果;控制保护渣全碳含量比常规高(常规1.5以下),有利于提高保护渣的熔速;限制保护渣中Al2O3的含量,能够控制液渣吸铝后的物性变化(P80铝含量高),以降低液渣的黏度,改善液渣流动性,使成渣速度≤26秒;d、板坯拉速控制在0.55~0.85m/min,过热度控制在10℃~30℃,防止铸坯拉裂;e、板坯切割后入坑缓冷,缓冷时间≥48小时,坯料入坑温度不低于700℃,有利于铸坯内部氢气的充分释放,避免内部产生裂纹,保证探伤合格;f、这些措施有效杜绝板坯裂纹的产生,具体铸坯厚度拉速与过热度的匹配见表1:
表1 P80钢拉速与过热度的匹配
(5)加热:坯料在加热炉存炉时间≥700分钟,其中,坯料在预热段至少要预热2小时,预热温度≤800℃,预热结束后快速升温至1150℃以上,有效避免产生“铜裂”,且保证合金能够完全固溶;
(6)超快冷:坯料采用再结晶区轧制,开轧温度≥1000℃,终轧温度≥880℃,坯料轧制成钢板后在辊道上待温,再进UFC(超快冷设备)冷却,开冷温度865℃~885℃,冷却速度≥5℃/S,冷却至Ms相变点以下,得到粗大的马氏体+贝氏体双相混合基体组织(见图2);
(7)时效:待钢板冷却至室温后,对钢板进行回火处理,保温温度520℃~540℃,保温时间(5.5~6.5)×H分钟(H为钢板厚度mm),钢板出炉空冷,得到晶粒均匀细小的低碳板条状马氏体+贝氏体双相混合组织(见图3)。
实施例1:
1)生产流程:铁水→脱硫→转炉→吹氩→LF炉→RH炉→板坯连铸→板坯定尺→板坯缓冷→加热轧制→超快冷却→时效→入库;
2)工艺步骤:
(1)转炉冶炼:在100吨顶底复吹氧气转炉吹炼前加入85%的Ni板和Cu板,具体为在转炉炉膛内加入2.8吨镍板和0.9吨铜板,倒入铁水,吹炼,使Ni板和Cu板在铁水倒入和吹炼过程熔化,钢水到LF精炼炉时镍含量和铜含量分别为2.52%和0.85%,终点:C:0.05%,P:0.008%,S:0.010%,出钢采用挡渣塞挡渣出钢,出钢时进行渣洗,全部采用铝块进行脱氧,氧含量:25ppm;
(2)LF炉精炼:钢水进100吨LF精炼炉站点加石灰1000kg,加萤石140kg,检测精炼渣CaO54.2%,SiO28.6%,Al2O319.0%,二元碱度R(CaO/SiO2)为6.30,通电化渣8分钟,加入Al粒造白渣,白渣保持时间12分钟,然后加入合金硅铁、金属锰、镍板、钼铁、铜板,成分微调后检测化学成分按重量百分比为C 0.10%,Mn 1.50%,Si 0.12%,S 0.003%,P 0.010%,Cr 0.01%,Mo 0.25%,Cu 0.95%,Ni 2.9%,Alt 0.89%;
(3)RH炉精炼:100吨RH精炼炉真空处理时极限真空度15Pa,真空处理时间22min,纯脱气时间18min,出站钢中[H]1.2ppm,破空后分两次喂钙线,中间间隔1min,前后各喂钙线130m,软吹时间为22min,软吹氩气流量控制在90NL/min;
(4)连铸:连铸浇铸时结晶器宽面和窄面水量分别控制为4075L/min和410L/min,二冷比水量0.5L/kg,同时使用专用保护渣,检测CaO 36.84%,SiO228.91%,Al2O32.46%,CaF220.0%,Na2O 6.0%,TC 3.97%,二元碱度CaO/SiO2为1.27,熔点1100℃,1300℃熔渣粘度0.10Pa.s,成渣速度25秒,全程保护浇注,板坯拉速控制在0.85m/min,过热度控制在20℃,生产了250mm厚的P80板坯,板坯切割后入坑缓冷,缓冷时间48小时,坯料入坑温度760℃;
(5)加热:坯料进步进梁加热炉后在预热段预热2.1小时,预热温度780℃。板坯加热段温度1200℃,加热总时间按768分钟控制;
(6)超快冷:坯料轧制成21mm钢板,开轧温度1050℃,采用再结晶区轧制,终轧温度930℃,轧制完成后,在辊道待温到885℃后,进入UFC设备冷却,冷却速度15℃/S,返红温度350℃,得到马氏体基体组织(见图1),超快冷工艺参数见表2。
表2 21mm厚度P80钢板超快冷工艺参数
(7)时效:待钢板冷却至室温后,对钢板进行回火处理,保温温度528℃,在炉时间120分钟的回火处理,钢板出炉空冷,得到晶粒均匀细小的低碳板条状马氏体+贝氏体双相混合组织(见图3),硬度42HRC。
实施例2:
1)生产流程:铁水→脱硫→转炉→吹氩→LF炉→VD炉→板坯连铸→板坯定尺→板坯缓冷→加热轧制→超快冷却→时效→入库
2)工艺步骤:
(1)转炉冶炼:在210吨转炉炉膛内加入5.7吨镍板和1.7吨铜板,钢水到LF精炼炉时镍含量和铜含量分别为2.59%和0.88%,终点:C:0.06%,P:0.010%,S:0.009%,出钢采用挡渣塞挡渣出钢,出钢时进行渣洗,全部采用铝块进行脱氧,氧含量:28ppm;
(2)LF炉精炼:钢水进210吨LF精炼炉站点加石灰2000kg,加萤石300kg,检测精炼渣CaO52.8%,SiO29.9%,Al2O321.0%,二元碱度R(CaO/SiO2)为5.33,通电化渣9分钟,加入Al粒造白渣,白渣保持时间14分钟,然后加入合金硅铁、金属锰、镍板、钼铁、铜板,成分微调后检测化学成分按重量百分比为C 0.11%,Mn 1.45%,Si 0.10%,S 0.002%,P 0.012%,Cr 0.01%,Mo 0.26%,Cu 0.93%,Ni 3.1%,Alt 0.90%;
(3)VD炉精炼:采用210吨VD精炼炉真空处理时极限真空度20Pa,真空处理时间28min,极限真空保持时间22min,出站钢中[H]1.5ppm,破空后分两次喂钙线,第一次喂纯钙线200m,1分钟后第二次喂纯钙线180m,软吹氩时间21min,软吹氩气流量控制在16Nm3/h;
(4)连铸:连铸浇铸时结晶器宽面和窄面水量分别控制为4378L/min和602L/min,二冷比水量0.33L/kg,同时使用专用保护渣,检测CaO 38.34%,SiO228.11%,Al2O32.21%,CaF221.2%,Na2O7.6%,TC 4.37%,二元碱度CaO/SiO2为1.36,熔点1090℃,1300℃熔渣粘度0.09Pa.s,成渣速度22秒,全程保护浇注,板坯拉速控制在0.65m/min,过热度控制在22℃,生产了360mm厚的P80板坯,板坯切割后入坑缓冷,缓冷时间48小时,坯料入坑温度780℃;
(5)加热:坯料进步进梁加热炉后在预热段预热2.2小时,预热温度770℃。板坯加热段温度1215℃,加热总时间按829分钟控制;
(6)超快冷:坯料轧制成61mm钢板,开轧温度1050℃,采用再结晶区轧制,终轧温度920℃,轧制完成后,在辊道待温到878℃后,进入UFC设备冷却,冷却速度6℃/S,返红温度393℃,得到粗大的马氏体+贝氏体双相混合组织(见图2),超快冷工艺参数见表3。
表3 61mm厚度P80钢板超快冷工艺参数
(7)时效:待钢板冷却至室温后,对钢板进行回火处理,保温温度532℃,在炉时间330分钟的回火处理,钢板出炉空冷,得到晶粒均匀细小的低碳板条状马氏体+贝氏体双相混合组织(见图3),硬度40HRC。
Claims (2)
1.一种P80高镜面塑料模具钢板的制造方法,其特征在于,采用转炉+连铸+超快冷工艺,包含具体工艺步骤如下:
1)转炉冶炼:在转炉铁水倒入前加入80%以上的Ni板和Cu板,使吹炼后的钢水到LF精炼炉时Ni含量和Cu含量分别达到2.50%和0.80%;
2)LF炉精炼:LF精炼造高碱度渣,二元碱度R控制在5.0~6.5之间,加合金进行成分微调,使化学成分重量百分比符合C:0.06~0.16%,Mn:1.40~1.70%,Si:0.05~0.20%,S:≤0.010%,P:≤0.020%,Cr:≤0.30%,Mo:0.20~0.50%,Cu:0.80~1.25%,Ni:2.50~3.50%,Alt:0.7~1.30%,其余为铁和不可避免的杂质;
3)RH/VD真空炉脱气除杂:真空炉破空后分两次喂钙线,中间间隔1~2min,软吹氩时间≥20min,出站钢中[H]≤2ppm;
4)连铸:采用专用保护渣,全程保护浇注,该保护渣包含有重量百分比为CaO 35.0~39.0%,SiO2 25.0~32.0%,Al2O3 ≤4.0%,CaF2 18.0~22.0%,Na2O 5.0~8.0% TC 3.0~5.0% ,二元碱度为1.1~1.5的化学成分和熔点为1080~1120℃,1300℃熔渣粘度为0.05~0.12Pa.s,成渣速度≤26秒的物理性能,板坯拉速控制在0.55~0.85m/min,过热度控制在10℃~30℃;
5)加热:坯料在加热炉存炉时间≥700分钟,其中,坯料在预热段至少要预热2小时,预热温度≤800℃,预热结束后快速升温至1150℃以上;
6)超快冷:钢板轧制后在线冷却,开冷温度865℃~885℃,冷却速度≥5℃/S,冷却至Ms相变点以下;
7)时效:待钢板冷却至室温后,对钢板进行回火处理,保温温度520℃~540℃,保温时间(5.5~6.5)×H分钟(H为钢板厚度mm),钢板出炉空冷,得到低碳板条状马氏体+贝氏体双相混合组织。
2.根据权利要求1所述的一种P80高镜面塑料模具钢板的制造方法,其特征在于,采用转炉+连铸+超快冷工艺,包含具体工艺步骤如下:
1)转炉冶炼:在转炉铁水倒入前加入85%以上的Ni板和Cu板,使吹炼后的钢水到LF精炼炉时Ni含量和Cu含量分别达到2.50%和0.80%;
2)LF炉精炼:LF精炼造高碱度渣,二元碱度R控制在5.5~6.5之间,加合金进行成分微调,使化学成分重量百分比符合C:0.06~0.16%,Mn:1.40~1.70%,Si:0.05~0.20%,S:≤0.010%,P:≤0.020%,Cr:≤0.30%,Mo:0.20~0.50%,Cu:0.80~1.25%,Ni:2.50~3.50%,Alt:0.7~1.30%,其余为铁和不可避免的杂质;
3)RH/VD真空炉脱气除杂:真空炉破空后分两次喂钙线,中间间隔1min,软吹氩时间≥22min,出站钢中[H]≤1.5ppm;
4)连铸:采用专用保护渣,全程保护浇注,该保护渣包含有重量百分比为CaO 35.0~39.0%,SiO2 25.0~32.0%,Al2O3 ≤4.0%,CaF2 18.0~22.0%,Na2O 5.0~8.0% TC 3.0~5.0% ,二元碱度为1.1~1.5的化学成分和熔点为1080~1120℃,1300℃熔渣粘度为0.05~0.12Pa.s,成渣速度≤23秒的物理性能,板坯拉速控制在0.55~0.85m/min,过热度控制在15℃~25℃;
5)加热:坯料在加热炉存炉时间≥720分钟,其中,坯料在预热段至少要预热2小时,预热温度≤800℃,预热结束后快速升温至1180℃以上;
6)超快冷:钢板轧制后在线冷却,开冷温度865℃~885℃,冷却速度≥8℃/S,冷却至Ms相变点以下;
7)时效:待钢板冷却至室温后,对钢板进行回火处理,保温温度530℃~540℃,保温时间(5.5~6.5)×H分钟(H为钢板厚度mm),钢板出炉空冷,得到低碳板条状马氏体+贝氏体双相混合组织。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810917702.4A CN109136753B (zh) | 2018-08-13 | 2018-08-13 | 一种p80高镜面塑料模具钢板的制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810917702.4A CN109136753B (zh) | 2018-08-13 | 2018-08-13 | 一种p80高镜面塑料模具钢板的制造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109136753A true CN109136753A (zh) | 2019-01-04 |
CN109136753B CN109136753B (zh) | 2020-10-02 |
Family
ID=64792808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810917702.4A Active CN109136753B (zh) | 2018-08-13 | 2018-08-13 | 一种p80高镜面塑料模具钢板的制造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109136753B (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110846594A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-02-28 | 钢铁研究总院 | 一种含铜超低碳贝氏体钢及其制备方法 |
CN112575144A (zh) * | 2020-11-21 | 2021-03-30 | 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 | 一种提高中厚板探伤合格率的方法 |
CN114855061A (zh) * | 2022-07-05 | 2022-08-05 | 中特泰来模具技术有限公司 | 一种镜面塑料模具钢及其制备方法 |
CN116422853A (zh) * | 2023-06-13 | 2023-07-14 | 鞍钢联众(广州)不锈钢有限公司 | 一种模具钢及其连铸生产方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102198504A (zh) * | 2011-06-27 | 2011-09-28 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种镜面塑料模具钢的生产工艺 |
CN103981461A (zh) * | 2014-05-30 | 2014-08-13 | 秦皇岛首秦金属材料有限公司 | 一种x90管线钢宽厚板及其生产方法 |
JP2015045071A (ja) * | 2013-08-29 | 2015-03-12 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 鏡面性に優れた耐食性プラスチック成形金型用鋼 |
CN104611642A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-05-13 | 中原特钢股份有限公司 | 手机模用nak80高级镜面塑胶模具材料的生产方法 |
CN105063512A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-11-18 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 一种塑料模具钢及其制造方法 |
-
2018
- 2018-08-13 CN CN201810917702.4A patent/CN109136753B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102198504A (zh) * | 2011-06-27 | 2011-09-28 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种镜面塑料模具钢的生产工艺 |
JP2015045071A (ja) * | 2013-08-29 | 2015-03-12 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 鏡面性に優れた耐食性プラスチック成形金型用鋼 |
CN103981461A (zh) * | 2014-05-30 | 2014-08-13 | 秦皇岛首秦金属材料有限公司 | 一种x90管线钢宽厚板及其生产方法 |
CN104611642A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-05-13 | 中原特钢股份有限公司 | 手机模用nak80高级镜面塑胶模具材料的生产方法 |
CN105063512A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-11-18 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 一种塑料模具钢及其制造方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110846594A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-02-28 | 钢铁研究总院 | 一种含铜超低碳贝氏体钢及其制备方法 |
CN112575144A (zh) * | 2020-11-21 | 2021-03-30 | 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 | 一种提高中厚板探伤合格率的方法 |
CN114855061A (zh) * | 2022-07-05 | 2022-08-05 | 中特泰来模具技术有限公司 | 一种镜面塑料模具钢及其制备方法 |
CN116422853A (zh) * | 2023-06-13 | 2023-07-14 | 鞍钢联众(广州)不锈钢有限公司 | 一种模具钢及其连铸生产方法 |
CN116422853B (zh) * | 2023-06-13 | 2023-08-25 | 鞍钢联众(广州)不锈钢有限公司 | 一种模具钢及其连铸生产方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109136753B (zh) | 2020-10-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111593257B (zh) | 一种高韧性、高热稳定性热作模具钢及其制备方法 | |
CN104532102B (zh) | 风电用大规格渗碳轴承钢G20Cr2Ni4A制造工艺 | |
CN101993973B (zh) | 一种生产高纯度纯铁的方法 | |
CN101709425B (zh) | 一种特厚8万吨大型模锻压机支架用高强度钢板的生产方法 | |
CN109136753A (zh) | 一种p80高镜面塑料模具钢板的制造方法 | |
CN106947908B (zh) | 一种连铸电渣生产4Cr5MoSiV1模具用钢的方法 | |
CN102181806B (zh) | 一种加氢设备用大厚度铬钼钢板及其生产方法 | |
CN109082588B (zh) | 一种CrMo圆棒调质钢及其制备方法 | |
CN104141024A (zh) | 一种生产高纯度纯铁的方法 | |
CN103627971B (zh) | 大规格钎具用合金结构钢及其冶炼方法 | |
CN114393181B (zh) | 一种拼装辙叉及其制备方法 | |
CN110066904A (zh) | 一种高强度高韧性轻量化工具钢及其制备方法 | |
CN103667947A (zh) | 无镍奥化体不锈钢及制造工艺及由其制作法兰的方法 | |
CN107904486A (zh) | 一种压裂泵锻件的制造工艺 | |
CN105349750A (zh) | 高温退火炉底板及其制造方法 | |
CN102796952A (zh) | 一种大厚度海洋平台用钢板及其生产方法 | |
CN103725955A (zh) | 一种压力容器用钢13MnNiMoR钢板及其生产方法 | |
WO2023098919A1 (zh) | 一种低碳含氮奥氏体不锈钢棒的制造方法 | |
CN114438394B (zh) | 一种预硬型高抛光塑胶模具钢的生产工艺 | |
CN106011671B (zh) | 一种h13连铸方坯的生产方法 | |
CN103498099A (zh) | 一种低温时效性能优异的厚规格钢板及其制造方法 | |
CN113846263B (zh) | 一种无δ铁素体的高韧性耐热钢及制备方法 | |
CN102732802B (zh) | 一种厚度≥80毫米的锅炉汽包用钢及其生产方法 | |
CN103031488B (zh) | 一种热轧钢制造方法及热轧钢 | |
CN108950134A (zh) | 冷轧辊用电渣锭的重熔方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |