本发明专利技术涉及一种汽车保险杠模具用改良型2CrNiMoMnV模块的生产工艺，在现有GB/T 1299‑2014表17中2CrNiMoMnV成分的基础上添加微量合金化元素Ti和淬透性元素B，利用一定厚度的优质板坯(连铸坯)在铣磨表面后进行真空焊接，将真空焊接后的复合板坯放置在能够完全覆盖板坯表面的大平台上，按照WHF锻造法，利用锻造力10000吨以上的大型锻机进行锻造，复合板坯在实现真空焊接区域锻造焊合以后回炉加热，再经过2‑3次自由锻造后得到厚度范围550‑1000mm、最大重量达到30吨左右的大型模具用模块，模块最终经过调质处理，达到用户使用要求。
【技术实现步骤摘要】
一种汽车保险杠模具用改良型2CrNiMoMnV模块的生产工艺
本专利技术涉及涉及模具钢的生产工艺，尤其涉及一种改良的2CrNiMoMnV模块钢的生产工艺。
技术介绍
汽车保险杠是汽车上的重要安全装置，能够吸收和缓和外界冲击力，达到保护车身的目的。在上世纪八、九十年代，汽车保险杠基本采用金属材料为原材料，经过20多年的发展，现在汽车的前后保险杠基本采用塑料为原材料，其不但保持了保护功能，还满足车辆轻量化的需求。不同档次的汽车对保险杠外观要求不一，而保险杠的外观质量与其成型材料关系较大，一些要求低的汽车保险杠选用碳素钢作为成型模具，由于碳素钢材料抛光性能较差，生产出的保险杠表面光亮度则明显较差，一些较高要求的汽车生产厂商则对保险杠外观要求较高，对其注塑成型用的模具材料的选择也提出明确要求。2CrNiMoMnV预硬化型镜面塑料模具钢是3Cr2MnNiMo钢种的改进型钢种，其在3Cr2MnNiMo的成分基础上优化C、Mn、Cr、Mo含量，并添加了一定含量的V元素，提高了材料的淬透性，且合金元素的优化有助于减缓材料的偏析从而提高材料的硬度均匀性，2CrNiMoMnV具有良好的抛光性能，电火花加工性能和蚀花(皮纹加工)性能，还可以进行渗氮处理，该材料一般用于制作大中型镜面塑料模具，适用于汽车保险杠模具。当前2CrNiMoMnV大模块的生产主要依赖于钢锭锻造成材，考虑到钢锭头尾成分差异大且成材率低的等不利因素，部分企业更愿意放弃钢锭而选用连铸厚板坯锻造成材，但是由于锻机开口度的原因，对连铸坯料的长度有一定的限制，这直接影响最终模块的尺寸。部分大型锻造企业锻机较大，开口度也较大，能够锻造长度达到3m以上的连铸板坯，但是实际生产中由于高径比过大而存在墩粗过程中连铸坯坯料形状难以控制的局面，往往在锻造前期会花费大量的时间用于锻件的平整工作，且材料需要多次进炉加热后再锻造，造成连铸坯锻造成本升高。
技术实现思路
本专利技术针对上述现状，提供一种汽车保险杠模具用改良型2CrNiMoMnV模块生产工艺，在现有GB/T1299-2014表17中2CrNiMoMnV成分的基础上添加微量合金化元素Ti和淬透性元素B，利用一定厚度的优质板坯(连铸坯)在铣磨表面后进行真空焊接，将真空焊接后的复合板坯放置在能够完全覆盖板坯表面的大平台上，按照WHF锻造法，利用锻造力10000吨以上的大型锻机进行锻造，复合板坯在实现真空焊接区域锻造焊合以后回炉加热，再经过2-3次自由锻造后得到厚度范围550-1000mm、最大重量达到30吨左右的大型模具用模块，模块最终经过调质处理，达到用户使用要求。本申请的模块生产工艺可以避免以钢锭成材时同一模块性能差异大，或者以大型锻机墩粗长连铸板坯时板型难控制。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种汽车保险杠模具用改良型2CrNiMoMnV模块的生产工艺，其特征在于：主要步骤：(1)板坯铸造：按照成分设计要求，精准控制钢水中合金元素，且保证成分的碳当量CEV(％)＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15)≤1.05，浇铸成300-450mm厚度的板坯，板坯下线堆缓冷，备用坯料尺寸：厚度*宽度*长度为(300-450)*(1600-1800)*(1600-1800)mm；(2)板坯真空焊接：挑选堆缓冷中的板坯进行带温铣磨，带温温度≥200℃，铣磨后的板坯带温≥100℃进行真空焊接复合，根据最终产品重量可以选择不同厚度的连铸板坯进行两块复合或者多块复合，复合板坯的最终尺寸：厚度*宽度*长度为(800-1500)*(1600-1800)*(1600-1800)mm；(3)真空焊接处锻造焊合：采用WHF锻造法，将加热后的复合板坯放置在能够完全覆盖板坯表面的大平台上，利用大型锻机进行大压下热锻造，实现真空焊接处锻造焊合，锻造压下量采用先小后大的工艺，前期压下量控制在30-60mm，后期压下量控制在60-200mm，累计压下量控制在400-900mm，实现真空焊接处的完全焊合，复合板坯锻造后尽快入炉，入炉温度≥900℃；(4)锻造成型：锻造坯料再次入炉以≤150℃/h的加热速率加热至1240±20℃范围内，保温8-12h后出炉进行自由锻造，当坯料锻造温度＜900℃时锻造坯料立即回炉继续加热，加热工艺不变，以此反复进行自由锻造2-3次后得到模块，锻造过程中出现折叠缺陷时，可以在坯料入炉前进行火焰清理，并控制好清理时间，防止坯料温度低于900℃，否则需要入炉，锻造后的模块厚度可以控制在550-1000mm；(5)模块热处理：锻造后的模块进行正火预处理+调质终处理，正火后产品的组织为贝氏体+残余奥氏体；调质终处理包括淬火和回火，淬火加热出炉后经过双介质淬火冷却至200±20℃时入炉进行回火处理，回火后的组织为回火索氏体+回火贝氏体；(6)精加工及检验对模块表面进行铣磨加工，并进行相关性能检验以及100％无损探伤检测。本专利技术的汽车保险杠模具用改良型2CrNiMoMnV模块的元素成分为C：0.24％～0.30％，Si：≤0.30％，Mn：1.40％～1.60％，Ni：0.80％～1.20％，Cr：1.25％～1.45％，Mo：0.45％～0.60％，V：0.10％-0.20％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Al：0.02％～0.05％，Ti：0.02％～0.04％，B：0.0005％～0.0025％，余量为铁。本专利技术P、S的控制要求在标准2CrNiMoMnV的基础上进一步加严，减少有害元素P、S旨在提升材料的纯净度和减缓材料的偏析，添加适量的Al、Ti目的是控制材料晶粒度，其中Ti还可以起到固氮的作用，添加一定的B有助于提高材料的淬透性，实现大厚度材料芯部性能的提升。本专利技术的汽车保险杠模具用改良型2CrNiMoMnV模块还要求以下残余元素控制在一定的范围之内：Sb：≤0.003％，Sn：≤0.003％，As：≤0.005％，H：≤0.00015％，O：≤0.0010％，N：≤0.0040％。Sb、Sn和As是晶间易偏析元素，降低其含量有助于提升材料的使用寿命；严格控制材料H含量，有益于材料的真空焊接，有助于提升模块的探伤水平；控制材料O含量目的是控制材料中的夹杂物水平；N的时效作用较强，对材料硬度、强度的提升有帮助，但是对材料的塑性和韧性有负面作用。关于本专利技术模块的生产工艺进一步作如下限定：步骤(1)板坯为连铸坯，强化钢水冶炼过程中的炉外精炼工序，严格控制有害残余元素至设计要求水平；合理匹配钢水过热度与拉速的关系，实现低温快拉，并利用电磁搅拌和动态轻压下工艺实现300-450mm厚度连铸板坯的生产，连铸坯的低倍质量满足：中心偏析不大于C类0.5级；中心疏松不大于0.5级；无其他三角区裂纹缺陷；板坯不平度≤10mm/m。步骤(3)锻造焊合过程中，复合板坯加热：采用分段加热模式，以≤80℃/h的加热速率加热至600±20℃，保温3-5h后，提高加热速率，再以≤100℃/h的加热速率加热至900±20℃，保温2-本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种汽车保险杠模具用改良型2CrNiMoMnV模块的生产工艺，其特征在于：主要步骤：/n(1)板坯铸造：按照成分设计要求，精准控制钢水中合金元素，且保证成分的碳当量CEV(％)＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15)≤1.05，浇铸成300-450mm厚度的板坯，板坯下线堆缓冷，备用坯料尺寸：厚度*宽度*长度为(300-450)*(1600-1800)*(1600-1800)mm；/n(2)板坯真空焊接：挑选堆缓冷中的板坯进行带温铣磨，带温温度≥200℃，铣磨后的板坯带温≥100℃进行真空焊接复合，根据最终产品重量可以选择不同厚度的连铸板坯进行两块复合或者多块复合，复合板坯的最终尺寸：厚度*宽度*长度为(800-1500)*(1600-1800)*(1600-1800)mm；/n(3)真空焊接处锻造焊合：采用WHF锻造法，将加热后的复合板坯放置在能够完全覆盖板坯表面的大平台上，利用大型锻机进行大压下热锻造，实现真空焊接处锻造焊合，锻造压下量采用先小后大的工艺，前期压下量控制在30-60mm，后期压下量控制在60-200mm，累计压下量控制在400-900mm，实现真空焊接处的完全焊合，复合板坯锻造后尽快入炉，入炉温度≥900℃；/n(4)锻造成型：锻造坯料再次入炉以≤150℃/h的加热速率加热至1240±20℃范围内，保温8-12h后出炉进行自由锻造，当坯料锻造温度＜900℃时锻造坯料立即回炉继续加热，加热工艺不变，以此反复进行自由锻造2-3次后得到模块，锻造过程中出现折叠缺陷时，可以在坯料入炉前进行火焰清理，并控制好清理时间，防止坯料温度低于900℃，否则需要入炉，锻造后的模块厚度可以控制在550-1000mm；/n(5)模块热处理：锻造后的模块进行正火预处理+调质终处理，正火后产品的组织为贝氏体+残余奥氏体；调质终处理包括淬火和回火，淬火加热出炉后经过双介质淬火冷却至200±20℃时入炉进行回火处理，回火后的组织为回火索氏体+回火贝氏体；/n(6)精加工及检验/n对模块表面进行铣磨加工，并进行相关性能检验以及100％无损探伤检测。/n...
【技术特征摘要】
1.一种汽车保险杠模具用改良型2CrNiMoMnV模块的生产工艺，其特征在于：主要步骤：
(1)板坯铸造：按照成分设计要求，精准控制钢水中合金元素，且保证成分的碳当量CEV(％)＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15)≤1.05，浇铸成300-450mm厚度的板坯，板坯下线堆缓冷，备用坯料尺寸：厚度*宽度*长度为(300-450)*(1600-1800)*(1600-1800)mm；
(2)板坯真空焊接：挑选堆缓冷中的板坯进行带温铣磨，带温温度≥200℃，铣磨后的板坯带温≥100℃进行真空焊接复合，根据最终产品重量可以选择不同厚度的连铸板坯进行两块复合或者多块复合，复合板坯的最终尺寸：厚度*宽度*长度为(800-1500)*(1600-1800)*(1600-1800)mm；
(3)真空焊接处锻造焊合：采用WHF锻造法，将加热后的复合板坯放置在能够完全覆盖板坯表面的大平台上，利用大型锻机进行大压下热锻造，实现真空焊接处锻造焊合，锻造压下量采用先小后大的工艺，前期压下量控制在30-60mm，后期压下量控制在60-200mm，累计压下量控制在400-900mm，实现真空焊接处的完全焊合，复合板坯锻造后尽快入炉，入炉温度≥900℃；
(4)锻造成型：锻造坯料再次入炉以≤150℃/h的加热速率加热至1240±20℃范围内，保温8-12h后出炉进行自由锻造，当坯料锻造温度＜900℃时锻造坯料立即回炉继续加热，加热工艺不变，以此反复进行自由锻造2-3次后得到模块，锻造过程中出现折叠缺陷时，可以在坯料入炉前进行火焰清理，并控制好清理时间，防止坯料温度低于900℃，否则需要入炉，锻造后的模块厚度可以控制在550-1000mm；
(5)模块热处理：锻造后的模块进行正火预处理+调质终处理，正火后产品的组织为贝氏体+残余奥氏体；调质终处理包括淬火和回火，淬火加热出炉后经过双介质淬火冷却至200±20℃时入炉进行回火处理，回火后的组织为回火索氏体+回火贝氏体；
(6)精加工及检验
对模块表面进行铣磨加工，并进行相关性能检验以及100％无损探伤检测。
2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：步骤(1)连铸坯的元素质量％组成为C：0.24％～0.30％，Si：≤0.30％，Mn：1.40％～1.60％，Ni：0.80％～1.20％，Cr：1.25％～1.45％，Mo：0.45％～0.60％，V：0.10％-0...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄军，何广霞，苗丕峰，林涛，吴扬，葛恒贵，储炜清，
申请(专利权)人：江阴兴澄特种钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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