厚扁模具钢的制造方法及厚扁模具钢技术

本发明专利技术属于冶金领域，具体公开了一种厚扁模具钢的制造方法及厚扁模具钢，旨在解决现有厚扁模具钢的制造方法工艺参数的控制欠合理，所生产的厚扁模具钢进行超声波探伤检验的一次合格率较低的问题。该厚扁模具钢的制造方法，包括冶炼浇注步骤、均热加热步骤和轧制步骤。该厚扁模具钢由上述厚扁模具钢的制造方法生产制造而成。通过本发明专利技术方法生产得到的厚扁模具钢表面及内部质量良好，基本无缺陷，按GB/T4162‑2008进行超声波探伤检验，厚度≥150mm的厚扁模具钢合格级别为B级，探伤一次合格率由58％提升到85％以上。

【技术实现步骤摘要】
厚扁模具钢的制造方法及厚扁模具钢
本专利技术属于冶金领域，具体涉及一种厚扁模具钢的制造方法及厚扁模具钢。
技术介绍
模具是制造工业现代化的基础与核心，是推动先进制造技术发展的重要支撑技术，其发展水平是衡量一个国家制造业发展水平的重要标志之一。而模具钢是制造模具的关键材料，其品种、质量对模具的性能、寿命起着决定性作用。40Cr13模具钢机械性能较好，经热处理后，具有优良的耐腐蚀性能、抛光性能、较高的强度和耐磨性，适宜制作承受高负荷并在腐蚀介质作用下的塑料模具和透明塑料制品模具等。厚扁模具钢是一种厚度较厚(厚度大于等于150mm)的扁钢，现有厚扁模具钢的制造方法在厚扁模具钢制造的冶炼浇注、均热加热和锻造的过程中，对工艺参数的控制欠合理，所生产的40Cr13厚扁模具钢会出现粗大碳化物及碳化物偏析、钢锭内部疏松缩孔、夹杂物等缺陷，严重影响厚扁模具钢的探伤合格率，进行超声波探伤检验的一次合格率仅为58％。
技术实现思路
本专利技术提供了一种厚扁模具钢的制造方法，旨在解决现有厚扁模具钢的制造方法工艺参数的控制欠合理，所生产的厚扁模具钢进行超声波探伤检验的一次合格率较低的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：厚扁模具钢的制造方法，包括冶炼浇注步骤和均热加热步骤，还包括轧制步骤；通过冶炼浇注步骤得到钢锭，所述钢锭的锭型为扁锭，钢锭具有大头和小头；均热加热步骤，红送钢锭至均热炉中，钢锭放进均热炉前测量其温度T；若400℃≤T＜600℃，则首先使钢锭在1000℃以下的炉温条件下保持30min以上，然后将钢锭加热到1250±10℃，加热过程中控制温升速率≤120℃/h，其次使钢锭在1250±10℃的炉温条件下保持1.5h以上，最后使钢锭出炉，钢锭在均热炉中的总时间为5～6h；若600℃≤T＜700℃，则首先使钢锭在炉温不限的条件下保持15min以上，然后将钢锭加热到1250±10℃，加热过程中控制温升速率≤150℃/h，其次使钢锭在1250±10℃的炉温条件下保持1.5h以上，最后使钢锭出炉，钢锭在均热炉中的总时间为4～5h；若700℃≤T＜800℃，则先将钢锭加热到1250±10℃，加热过程中温升速率不限，再使钢锭在1250±10℃的炉温条件下保持1h以上，最后使钢锭出炉，钢锭在均热炉中的总时间为2.5～3.5h；若T≥800℃，则先将钢锭加热到1250±10℃，加热过程中温升速率不限，再使钢锭在1250±10℃的炉温条件下保持1h以上，最后使钢锭出炉，钢锭在均热炉中的总时间为1.5～2.5h；轧制步骤，钢锭出炉后将之输送到轧机上，使钢锭的小头在前、大头在后，连续进行至少六道次可逆式轧制；第一道次使钢锭变形压下率大于15％，第一孔的咬入速度为15～25r/min，成品孔的咬入速度不大于10r/min。进一步的是，均热加热步骤中，使用测温仪测量钢锭温度T并进行记录。进一步的是，钢锭输送到轧机上之前，检查钢锭是否存在阴阳面或黑根；若存在，则将钢锭重新放进均热炉内，并在1250±10℃的炉温条件下保持30min以上，而后出炉。进一步的是，轧制步骤中，采用辊道将出炉的钢锭即时传送至轧机上。进一步的是，轧制步骤中，所采用的轧机为可逆式轧机，其上轧辊直径为760～870mm，其下轧辊直径为770～880mm。进一步的是，冶炼浇注步骤，根据需制造的厚扁模具钢中各化学成分的重量百分比关系称取原料，然后将原料投入电炉冶炼，并依次进行LF炉精炼、VD真空精炼以及模铸工序得到钢锭，冶炼过程中控制化学成分硫的重量百分比在0.005％以下。进一步的是，模铸工序中，红送下工序的钢锭动模时间≥90min，钢锭锭身浇注时间为6～8min，帽口填充时间≥5min，动模时间为110～120min。进一步的是，所述钢锭的重量为3.2t，其大头的端面尺寸为705×480mm，其小头的端面尺寸为640×380mm，其锭身长度为1.66m。本专利技术还提供了一种厚扁模具钢，其由上述任意一种厚扁模具钢的制造方法生产制造而成；该厚扁模具钢中各化学成分的重量百分比为：碳0.35％～0.45％，硅≤0.60％，锰≤0.80％，铬12.00％～14.00％，钼0.70％～1.20％，钒0.50％～1.10％，镍≤0.60％，余量为铁和杂质。进一步的是，该厚扁模具钢的厚度为150～200mm、宽度为610～650mm。本专利技术的有益效果是：均热加热步骤通过测量入炉钢锭的温度，然后分情况对其进行加热和均热，并通过合理的参数控制，保证了钢锭轧制温度的均匀性，确保了轧制的顺利进行；通过轧制步骤替代现有的锻造步骤，轧制步骤中通过有效的单道次大压下量破碎钢锭原有内部组织中的粗大柱状晶或枝晶，从而改变或减轻疏松和偏析，并且有效控制首次和末次的咬入速度，使得钢锭疏松和显微气孔能充分压合，从而提高内部质量；由本专利技术方法生产制造的厚扁模具钢表面及内部质量良好，基本无缺陷，按GB/T4162-2008进行超声波探伤检验，厚度≥150mm的厚扁模具钢合格级别为B级，探伤一次合格率由58％提升到85％以上。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。厚扁模具钢的制造方法，包括冶炼浇注步骤、均热加热步骤和轧制步骤；冶炼浇注步骤，可采用现有的冶炼浇注工艺制得钢锭，例如：采用“电炉冶炼EF(EF为电炉的英文缩写)+LF炉精炼+VD真空精炼+模铸”的工艺路线冶炼和浇注生产钢锭；所述钢锭的锭型为扁锭，钢锭具有大头和小头；均热加热步骤，红送钢锭至均热炉中，钢锭放进均热炉前测量其温度T，通常使用测温仪测量钢锭温度T并进行记录；若400℃≤T＜600℃，则首先使钢锭在1000℃以下的炉温条件下保持30min以上，然后将钢锭加热到1250±10℃，加热过程中控制温升速率≤120℃/h，其次使钢锭在1250±10℃的炉温条件下保持1.5h以上，最后使钢锭出炉，钢锭在均热炉中的总时间为5～6h；若600℃≤T＜700℃，则首先使钢锭在炉温不限的条件下保持15min以上，然后将钢锭加热到1250±10℃，加热过程中控制温升速率≤150℃/h，其次使钢锭在1250±10℃的炉温条件下保持1.5h以上，最后使钢锭出炉，钢锭在均热炉中的总时间为4～5h；若700℃≤T＜800℃，则先将钢锭加热到1250±10℃，加热过程中温升速率不限，再使钢锭在1250±10℃的炉温条件下保持1h以上，最后使钢锭出炉，钢锭在均热炉中的总时间为2.5～3.5h；若T≥800℃，则先将钢锭加热到1250±10℃，加热过程中温升速率不限，再使钢锭在1250±10℃的炉温条件下保持1h以上，最后使钢锭出炉，钢锭在均热炉中的总时间为1.5～2.5h；轧制步骤，钢锭出炉后将之输送到轧机上，使钢锭的小头在前、大头在后，连续进行至少六道次可逆式轧制；第一道次使钢锭变形压下率大于15％，第一孔的咬入速度为15～25r/min，成品孔的咬入速度不大于10r/min。具体的，钢锭的重量为3.2t，其大头的端面尺寸为705×480mm，其小头的端面尺寸为640×380mm，其锭身长度为1.66m。进行均热加热的过程中，仔细检测记录每一炉的加热温度、升温速度及保温时间，钢锭出炉时确认其温度的均匀性。在700℃≤T＜800℃和T≥800℃这两种情况下，可直接加热，本文档来自技高网...

【技术保护点】
厚扁模具钢的制造方法，包括冶炼浇注步骤和均热加热步骤，通过冶炼浇注步骤得到钢锭，所述钢锭的锭型为扁锭，钢锭具有大头和小头；其特征在于：还包括轧制步骤；均热加热步骤，红送钢锭至均热炉中，钢锭放进均热炉前测量其温度T；若400℃≤T＜600℃，则首先使钢锭在1000℃以下的炉温条件下保持30min以上，然后将钢锭加热到1250±10℃，加热过程中控制温升速率≤120℃/h，其次使钢锭在1250±10℃的炉温条件下保持1.5h以上，最后使钢锭出炉，钢锭在均热炉中的总时间为5～6h；若600℃≤T＜700℃，则首先使钢锭在炉温不限的条件下保持15min以上，然后将钢锭加热到1250±10℃，加热过程中控制温升速率≤150℃/h，其次使钢锭在1250±10℃的炉温条件下保持1.5h以上，最后使钢锭出炉，钢锭在均热炉中的总时间为4～5h；若700℃≤T＜800℃，则先将钢锭加热到1250±10℃，加热过程中温升速率不限，再使钢锭在1250±10℃的炉温条件下保持1h以上，最后使钢锭出炉，钢锭在均热炉中的总时间为2.5～3.5h；若T≥800℃，则先将钢锭加热到1250±10℃，加热过程中温升速率不限，再使钢锭在1250±10℃的炉温条件下保持1h以上，最后使钢锭出炉，钢锭在均热炉中的总时间为1.5～2.5h；轧制步骤，钢锭出炉后将之输送到轧机上，使钢锭的小头在前、大头在后，连续进行至少六道次可逆式轧制；第一道次使钢锭变形压下率大于15％，第一孔的咬入速度为15～25r/min，成品孔的咬入速度不大于10r/min。...

【技术特征摘要】
1.厚扁模具钢的制造方法，包括冶炼浇注步骤和均热加热步骤，通过冶炼浇注步骤得到钢锭，所述钢锭的锭型为扁锭，钢锭具有大头和小头；其特征在于：还包括轧制步骤；均热加热步骤，红送钢锭至均热炉中，钢锭放进均热炉前测量其温度T；若400℃≤T＜600℃，则首先使钢锭在1000℃以下的炉温条件下保持30min以上，然后将钢锭加热到1250±10℃，加热过程中控制温升速率≤120℃/h，其次使钢锭在1250±10℃的炉温条件下保持1.5h以上，最后使钢锭出炉，钢锭在均热炉中的总时间为5～6h；若600℃≤T＜700℃，则首先使钢锭在炉温不限的条件下保持15min以上，然后将钢锭加热到1250±10℃，加热过程中控制温升速率≤150℃/h，其次使钢锭在1250±10℃的炉温条件下保持1.5h以上，最后使钢锭出炉，钢锭在均热炉中的总时间为4～5h；若700℃≤T＜800℃，则先将钢锭加热到1250±10℃，加热过程中温升速率不限，再使钢锭在1250±10℃的炉温条件下保持1h以上，最后使钢锭出炉，钢锭在均热炉中的总时间为2.5～3.5h；若T≥800℃，则先将钢锭加热到1250±10℃，加热过程中温升速率不限，再使钢锭在1250±10℃的炉温条件下保持1h以上，最后使钢锭出炉，钢锭在均热炉中的总时间为1.5～2.5h；轧制步骤，钢锭出炉后将之输送到轧机上，使钢锭的小头在前、大头在后，连续进行至少六道次可逆式轧制；第一道次使钢锭变形压下率大于15％，第一孔的咬入速度为15～25r/min，成品孔的咬入速度不大于10r/min。2.如权利要求1所述的厚扁模具钢的制造方法，其特征在于：均热加热步骤中，使用测温仪测量钢锭温度T并进行记录。3.如权利要求1所述的厚扁模具钢的制造方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵中清，吴铖川，林发驹，杜思敏，
申请(专利权)人：攀钢集团研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51