一种高性能工模具扁钢及其生产工艺制造技术

本发明专利技术公开一种高性能工模具扁钢，由以下成分按重量百分比构成：C：0.35％‑0.40％、Si：0.70％‑1.0％、Mn：0.30％‑0.60％、P：≤0.010％、S：≤0.005％、Cr：5.20％‑5.70％、Ni：0.40‑0.60％、Mo：1.30％‑1.50％、V：0.90％‑1.20％、Cu：≤0.10％和As+Sn+Pb+Sb+Bi≤0.010％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。本发明专利技术生产的工模具扁钢成材率高，内在纯净度高杂质少、组织均匀、各项机械性能高，节约了能源，降低了成本。

A High Performance Flat Tool and Die Steel and Its Production Process

The invention discloses a high-performance die flat steel, comprising the following components according to weight percentage: C:0.35%8209 0.40%, Si:0.70%8209 0.40%, Si:0.70%8209 1.0%, Si:0.70%8209 1.0%, Mn:0.30%8200.60%, P: <0.010%, S: <0 0.005%, Cr:5.20%8209 5.70%, Ni:0.40 8209 0 0.60%, Ni:0.40 8209 0.60%, Mo:1.30%8209 1.50% 1.50%, V:0.90%8209 1.20%, Cu:<0 0.10% and Si+Sn Sn+SnSn+SnSn+Sn+Sn+Sn s+SnSnSnSn+Sn Bi < 0.010%, margin For Fe and unavoidable impurity elements. The flat die steel produced by the invention has high yield, high internal purity, less impurities, uniform structure and high mechanical properties, saves energy and reduces cost.

【技术实现步骤摘要】
一种高性能工模具扁钢及其生产工艺
本专利技术属于合金钢加工领域，具体涉及一种高性能工模具扁钢及其生产工艺。
技术介绍
模具钢是用来制造冷冲模、热锻模、压铸模等模具的钢种。其性能主要受料和热处理的影响。其对钢的纯净度、裂纹和机械性能要求非常高，对P、S、H、O、N、As、Sn等有害杂质也必须严格控制。目前，常见的生产工艺中，需要使用到多种成分，因此各成分的比例很难控制。往往加工成型后的模具钢，其性能和参数达不到实用的要求，造成成品率低等问题。现有技术中，很难有效的解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题便是针对上述现有技术的不足，提供一种高性能工模具扁钢及其生产工艺，成材率高，节约了能源，降低了成本，产品质量好。本专利技术所采用的技术方案是：一种高性能工模具扁钢，由以下成分按重量百分比构成：C：0.35％-0.40％、Si：0.70％-1.0％、Mn：0.30％-0.60％、P：≤0.010％、S：≤0.005％、Cr：5.20％-5.70％、Ni：0.40-0.60％、Mo：1.30％-1.50％、V：0.90％-1.20％、Cu：≤0.10％和As+Sn+Pb+Sb+Bi≤0.010％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。本专利技术还公开了一种高性能工模具扁钢的生产工艺，包括以下步骤：a、将废钢和生铁送入电弧炉，熔化后，升温至≥1580℃，氧化期保证脱C量≥0.20％，脱C速度为0.01％/分-0.03％/分，出炉时C含量≥0.10％；b、将钢水送入LF炉后调整炉渣，加入C粉、Fe-Si粉和Si-Ca粉进行还原，温度≥1580℃后对成份进行微调，炉渣变白后在炉内保持时间≥20min，待成份合格且温度达到1670℃-1690℃后出炉；c、将炉渣倒掉70％-80％后，钢水送入VD炉，真空保持时间≥20min，软吹时间≥8min后出炉，出炉温度为1585℃-1600℃；d、将钢水送入连铸机，全程保护浇铸，开浇前，将引流砂从钢水包的事故工位排出，并套上钢包保护管，开通Ar气保护，Ar气压力控制在0.2KPa-0.25KPa，中间包内开通Ar气保护，Ar气流量为20L/min-40L/min，保证铸坯过拉矫机时温度控制在890℃-910℃，铸坯过程汽雾冷却，气雾冷却用气管道压力为0.8MPa，各段入口压力为0.2MPa-0.3MPa，二冷水管道压力为0.8Mpa-0.9Mpa，各段入口压力为0.7Mpa-0.8MPa，出连铸机时铸坯温度为680℃-750℃；e、将铸造成型后的铸坯入加热炉，铸坯入加热炉时温度为680℃-750℃，在弱氧化气氛环境下将加热炉升温至1050℃-1100℃对铸坯进行加热，铸坯在加热炉内时间≤2.5h；f、通过五代摩根轧机将铸坯轧制成扁钢，轧制过程中，开轧温度为1050℃-1100℃，终轧温度850℃-880℃，每支3米长的铸坯轧制速度为1min-1.5min；g、轧制后采用在线连续式堆冷退火工艺进行退火，退火后扁钢布氏硬度≤220N/mm2；h、根据需求将退火处理后的钢材下料成型；i、产品成形后进行调质处理，升温至760℃-770℃，保温25min，升温至980℃-990℃，保温15min进行淬火，淬火采用油冷方式冷却5min，然后空气冷却至300℃回火，回火温度为570℃-580℃。其中一个实施例中，步骤a中，出钢时，P含量≤0.004％；出钢温度≥1650℃。其中一个实施例中，步骤a中，电弧炉出炉时加Si-Al-Ca合金4Kg/t-5Kg/t预脱氧，同时每吨钢水中加入H-Cr合金25kg、Fe-Si合金8kg和Mo-Fe合金18kg。其中一个实施例中，出炉时，加入的Si-Al-Ca合金中Si含量为35％-45％、铝含量为6％-10％且钙含量为10％-15％。其中一个实施例中，步骤b中，LF炉出炉前加入Ca-Si合金线3m/t-5m/t。其中一个实施例中，步骤c中，钢水进入VD炉前，进行翻渣操作，倒掉70％-80％的炉渣，VD炉开罐后，向钢包表面周边加入覆盖剂。其中一个实施例中，步骤c中，VD炉取气体样进行检验，其中H≤1.2PPm、O≤12PPm且N≤40PPm。其中一个实施例中，步骤a至步骤d之间，承接钢水的容器为钢水包，钢水包浇下来的钢水由中间包承接，钢水在钢水包中等待时间≤10min，浇铸前中间包烘烤温度≥900℃，浇铸开始后保证中间包在1min-1.5min内达到400mm的液位高度，当中间包钢水液位达到200mm-300mm时，加入20kg/包的钢水专用覆盖剂4袋-6袋，浇铸过程中，控制中间包液位在500mm-600mm之间，直至大包钢水浇完，连浇时中间包最低液位≥350mm，浇铸开始时过热度控制在25℃-35℃，浇铸过程中过热度控制在20℃-30℃。其中一个实施例中，钢水包内需要用混合后的专用精炼渣料进行冶炼，渣料主要组份按照石灰：废汤道砖颗粒：萤石粉＝7：2：1的重量比混合而成。本专利技术的有益效果在于：1、与传统工艺相比，本工艺采用电弧炉、LF炉、VD炉冶炼，连铸全过程保护浇注、程序控制冷却进行铸坯成型，采用五代摩根轧机精密控制轧制成型，在线连续堆冷，成材率提高10％-15％，节约能源(天然气)30M3/吨-50M3/吨，工艺成本降低1000元/吨-3000元/吨，产品质量好，铸坯低倍评级较好，产品夹杂物评级A、B、C、D、Ds全部小于等于一级，产品探伤合格率≥99.8％。2、轧制后采用在线连续式堆冷退火工艺，将传统的同类钢种扁钢布氏硬度≤235N/mm2降至≤220N/mm2，由于降低了硬度，加工容易，成材率高、成本低。3、调质后晶粒度为10级，屈服强度≥1700MPa，抗拉强度≥2100MPa，高出同类材料150MPa以上，V型冲击功≥30J。附图说明图1、为氢氧化钠溶液与双氧水腐蚀后放大500倍的晶粒度图；图2、为饱和苦味酸溶液与活性剂腐蚀后放大500倍的晶粒度图。具体实施方式下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术所采用的技术方案是：一种高性能工模具扁钢，由以下成分按重量百分比构成：C：0.35％-0.40％、Si：0.70％-1.0％、Mn：0.30％-0.60％、P：≤0.010％、S：≤0.005％、Cr：5.20％-5.70％、Ni：0.40-0.60％、Mo：1.30％-1.50％、V：0.90％-1.20％、Cu：≤0.10％和As+Sn+Pb+Sb+Bi≤0.010％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。本专利技术还公开了一种高性能工模具扁钢的生产工艺，包括以下步骤：步骤一、将废钢和生铁送入电弧炉，熔化后，升温至≥1580℃，氧化期保证脱C量≥0.20％，脱C速度为0.01％/分-0.03％/分，出炉时C含量≥0.10％；步骤二、将钢水送入LF炉后调整炉渣，加入C粉、Fe-Si粉和Si-Ca粉进行还原，温度≥1580℃后对成份进行微调，炉渣变白后在炉内保持时间≥20min，待成份合格且温度达到1670℃-1690℃后出炉；步骤三、将炉渣倒掉70％-80％后，钢水送入VD炉，真空保持时间≥20min，软吹时间≥8min后出炉，出炉温度为1585℃-1600℃；步骤四、将钢水送入连铸机，全程保护浇铸，开浇前，将引流砂从钢水包的事故工位排出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能工模具扁钢，其特征在于，由以下成分按重量百分比构成：C：0.35％‑0.40％、Si：0.70％‑1.0％、Mn：0.30％‑0.60％、P：≤0.010％、S：≤0.005％、Cr：5.20％‑5.70％、Ni：0.40‑0.60％、Mo：1.30％‑1.50％、V：0.90％‑1.20％、Cu：≤0.10％和As+Sn+Pb+Sb+Bi≤0.010％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。

【技术特征摘要】
1.一种高性能工模具扁钢，其特征在于，由以下成分按重量百分比构成：C：0.35％-0.40％、Si：0.70％-1.0％、Mn：0.30％-0.60％、P：≤0.010％、S：≤0.005％、Cr：5.20％-5.70％、Ni：0.40-0.60％、Mo：1.30％-1.50％、V：0.90％-1.20％、Cu：≤0.10％和As+Sn+Pb+Sb+Bi≤0.010％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。2.一种高性能工模具扁钢的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：a、将废钢和生铁送入电弧炉，熔化后，升温至≥1580℃，氧化期保证脱C量≥0.20％，脱C速度为0.01％/分-0.03％/分，出炉时C含量≥0.10％；b、将钢水送入LF炉后调整炉渣，加入C粉、Fe-Si粉和Si-Ca粉进行还原，温度≥1580℃后对成份进行微调，炉渣变白后在炉内保持时间≥20min，待成份合格且温度达到1670℃-1690℃后出炉；c、将炉渣倒掉70％-80％后，钢水送入VD炉，真空保持时间≥20min，软吹时间≥8min后出炉，出炉温度为1585℃-1600℃；d、将钢水送入连铸机，全程保护浇铸，开浇前，将引流砂从钢水包的事故工位排出，并套上钢包保护管，开通Ar气保护，Ar气压力控制在0.2KPa-0.25KPa，中间包内开通Ar气保护，Ar气流量为20L/min-40L/min，保证铸坯过拉矫机时温度控制在890℃-910℃，铸坯过程汽雾冷却，气雾冷却用气管道压力为0.8MPa，各段入口压力为0.2MPa-0.3MPa，二冷水管道压力为0.8Mpa-0.9Mpa，各段入口压力为0.7Mpa-0.8MPa，出连铸机时铸坯温度为680℃-750℃；e、将铸造成型后的铸坯入加热炉，铸坯入加热炉时温度为680℃-750℃，在弱氧化气氛环境下将加热炉升温至1050℃-1100℃对铸坯进行加热，铸坯在加热炉内时间≤2.5h；f、通过五代摩根轧机将铸坯轧制成扁钢，轧制过程中，开轧温度为1050℃-1100℃，终轧温度850℃-880℃，每支3米长的铸坯轧制速度为1min-1.5min；g、轧制后采用在线连续式堆冷退火工艺进行退火，退火后扁钢布氏硬度≤220N/mm2；h、根据需求将退火处理后的钢材下料成型；i、产品成形...

【专利技术属性】
技术研发人员：余佑祥，黄生权，崔建强，苏雄杰，唐政良，王洪祥，鲁友名，
申请(专利权)人：四川丰元机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51