一种具有高预硬化硬度和优异切削加工性能的耐蚀塑料模具钢扁钢及其制造方法技术

本发明专利技术属于塑料模具钢制造领域，更具体地说是一种具有高预硬化硬度和优异切削加工性能的的马氏体耐蚀塑料模具钢扁钢及其制造方法。所述塑料模具钢扁钢的化学成分及其配比为C：0.36～0.42％，Si：0.20～0.60％，Mn：0.20～0.80％，Cr：13.0～14.0％，Ni：0.10～0.60％，Cu:0.05～0.20％，P≤0.025％，S：0.010～0.030％，余量为Fe和不可避免杂质。该耐蚀塑料模具钢在常规含S易切削不锈钢的基础上，控制S含量并进而提高产品的切削加工性能；另外，通过控制Cr含量，提高材料的耐蚀性能；同时通过控制轧制及控制冷却，实现在线预硬化，提高产品预硬化硬度，高于普通预硬化硬度，达到38

【技术实现步骤摘要】
一种具有高预硬化硬度和优异切削加工性能的耐蚀塑料模具钢扁钢及其制造方法


[0001]本专利技术属于塑料模具钢制造领域，更具体地说是一种具有高预硬化硬度和优异切削加工性能的的马氏体耐蚀塑料模具钢扁钢及其制造方法。

技术介绍

[0002]塑料模具钢预硬化技术经过多年的发展，越来越趋于成熟。国内从合金结构钢如P20、718类塑料模具钢预硬化研究开始，逐步发展过渡到耐蚀不锈钢的预硬化，同时也从离线二次加热后淬火预硬化，逐步过渡到利用轧后余热在线预硬化。但各厂的预硬化工艺条件相差很大，近年来部分大型企业采用了普钢的层流冷却技术用于模具钢扁钢的在线预硬化，但层流冷却投入较大，预硬化模具钢的产出量并不高，投入产出不成比例。因此，各模具钢企业采用的仍是根据自身工装条件，开发有特色的预硬化模具钢产品。但现有技术中的模具钢的洛氏硬度多为30
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36，而高达38的高硬度、易切削的耐蚀塑料模具钢还未见报道。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种控制S含量的高预硬化硬度和优异切削加工性能的耐蚀塑料模具扁钢及其制造方法，采用特殊的预硬化方法，获得特定的高预硬化硬度，并具有良好的切削加工性能的塑料模具扁钢。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0005]本专利技术的一个目的是，提供一种具有高预硬化硬度和优异切削加工性能的耐蚀塑料模具钢扁钢的制备方法，所述制备方法包括：原料经电炉冶炼得到钢液，通过精炼进一步控制钢液中成分含量，随后真空脱气，脱气后的钢液经模铸得到扁钢锭，扁钢锭经轧制后进行在线预硬化并回火，得到目标硬度的塑料模具钢扁钢；其中，所述真空脱气步骤还包括向钢液中喂入FeS包芯线，控制钢液中S含量；所述在线预硬化步骤为扁钢锭经轧制后，在终轧温度下进入水槽进行淬火处理；经该制备方法制备得到的塑料模具钢扁钢的化学成分及其重量百分比为：C：0.36～0.42％，Si：0.20～0.60％，Mn：0.20～0.80％，Cr：13.0～14.0％，Ni：0.10～0.60％，Cu:0.05～0.20％，P≤0.025％，S：0.010～0.030％，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0006]优选的，所述制备方法具体包括如下步骤：
[0007]1)电炉冶炼：将原料在电炉中熔化，得到钢液；
[0008]2)精炼：在AOD/VOD钢包精炼炉和LF钢包精炼炉中进行精炼，控制钢液成分为C：0.36～0.42％，Si：0.20～0.60％，Mn：0.20～0.80％，Cr：13.0～14.0％，Ni：0.10～0.60％，Cu:0.05～0.20％，P≤0.025％，S：≤0.030％；
[0009]3)真空脱气：将钢液置于真空罐内进行脱气，破真空后，向钢液中以0.8～1.5米/秒的速度喂入FeS包芯线，控制钢液中S含量为0.010～0.030％；
[0010]4)模铸：采用下注法浇注并脱模后，得到扁钢锭，经退火、修磨后待轧制；
[0011]5)轧制、在线预硬化：扁钢锭经推钢式加热后进行轧制，轧制结束后得到扁钢，扁钢在终轧温度下进入水槽进行淬火处理；扁钢淬火结束后进行回火处理，得到目标硬度的塑料模具钢扁钢。
[0012]优选的，所述步骤1)中原料为优质废钢、返回料和铁合金中的一种或多种。
[0013]优选的，所述步骤1)中原料按照C：0.50～0.80％，Si：≤0.60％，Mn：≤0.80％，Cr：13.0～14.0％，Ni：0.10～0.60％，Cu：0.05～0.20％，P≤0.025％，S：≤0.030％进行配料，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0014]优选的，所述步骤1)中电炉为电弧炉，原料在电炉中加热升温到≥1600℃得到钢液。
[0015]优选的，所述步骤2)中还加入Fe
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Si块(硅铁块)、铝锭、石灰。
[0016]优选的，所述步骤2)中精炼结束后钢液温度≥1600℃。
[0017]优选的，所述步骤3)中真空脱气的条件为在真空度0.5乇以下保持15分钟以上，并保证搅拌氩气压力≥0.3MPa。
[0018]优选的，所述步骤4)中浇注时钢液温度为1530
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1540℃，浇注线速度为200
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350mm/min。
[0019]优选的，所述步骤5)中推钢式加热温度为1230
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1250℃。
[0020]优选的，所述步骤5)中轧制为加热后的扁钢锭经初轧开坯机开坯后进入扁钢连轧机组轧制，控制终轧温度为950℃以上。
[0021]优选的，所述步骤5)中淬火处理的入水温度控制在880
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950℃，淬火结束温度控制在220
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250℃。
[0022]优选的，所述步骤5)中采用辊底炉进行回火，回火温度为550
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650℃，回火时间为10
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20小时。
[0023]优选的，所述步骤5)中得到的塑料模具钢扁钢的预硬化洛氏硬度为38～43HRC，且具备良好切削加工性能。
[0024]优选的，所述制备方法具体包括如下步骤：
[0025]1)电炉冶炼：
[0026]i)原材料采用优质废钢、返回料及铁合金，电炉配料成份：C：0.50～0.80％，Si：≤0.60％，Mn：≤0.80％，Cr：13.0～14.0％，Ni：0.10～0.60％，Cu:0.05～0.20％，P≤0.025％，S：≤0.030％；
[0027]ii)炉料在电弧炉中熔化，加热升温到≥1600℃得到钢液；
[0028]2)炉外精炼：精炼在AOD/VOD钢包精炼炉和LF钢包精炼炉中进行：
[0029]i)钢液在AOD/VOD炉中进行吹氧脱碳，终点碳控制在0.10～0.35％，然后加入适量的Fe
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Si块、Al锭、石灰进行充分的搅拌还原，然后除去炉渣，重新加入石灰、萤石造新渣；
[0030]ii)钢液合金成份控制在LF钢包精炼炉中进行LF精炼，控制目标：C：0.36～0.42％，Si：0.20～0.60％，Mn：0.20～0.80％，Cr：13.0～14.0％，Ni：0.10～0.60％，Cu:0.05～0.20％，P≤0.025％；钢液温度≥1600℃，进行真空脱气处理；
[0031]3)真空脱气：
[0032]i)将钢液置于VD真空罐内，在真空度0.5乇以下保持时间不少于15分钟，并保证搅拌氩气压力≥0.3MPa；
[0033]ii)破真空后，向钢液中喂入FeS包芯线，精确控制钢液中S：0.010～0.030％；
[0034]iii)喂线后，进行软吹氩操作时间不少于10分钟，控制氩气压力不得造成钢液裸露，软吹氩后，吊包进行浇铸；
[0035]4)模铸：钢液温度1530～1540℃采用下注法浇注，锭身浇注线速度控制在200～350mm/min，帽口填充时间控制在150～3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高预硬化硬度和优异切削加工性能的耐蚀塑料模具钢扁钢的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：原料经电炉冶炼、精炼、真空脱气后的钢液经模铸得到扁钢锭，扁钢锭经轧制后进行在线预硬化并回火，得到目标硬度的塑料模具钢扁钢；其中，所述真空脱气步骤还包括向钢液中喂入FeS包芯线，控制钢液中S含量；所述在线预硬化步骤为扁钢锭经轧制后，在终轧温度下进入水槽进行淬火处理；经该制备方法制备得到的塑料模具钢扁钢的化学成分及其重量百分比为：C：0.36～0.42％，Si：0.20～0.60％，Mn：0.20～0.80％，Cr：13.0～14.0％，Ni：0.10～0.60％，Cu:0.05～0.20％，P≤0.025％，S：0.010～0.030％，余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述一种具有高预硬化硬度和优异切削加工性能的耐蚀塑料模具钢扁钢的制备方法，其特征在于，得到的塑料模具钢扁钢的预硬化洛氏硬度为38～43HRC。3.根据权利要求1所述一种具有高预硬化硬度和优异切削加工性能的耐蚀塑料模具钢扁钢的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：1)电炉冶炼：将原料在电炉中熔化，得到钢液；2)精炼：在AOD/VOD精炼炉和LF精炼炉中进行精炼，控制钢液成分为C：0.36～0.42％，Si：0.20～0.60％，Mn：0.20～0.80％，Cr：13.0～14.0％，Ni：0.10～0.60％，Cu:0.05～0.20％，P≤0.025％，S：≤0.030％；3)真空脱气：将钢液置于真空罐内进行脱气后，向钢液中喂入FeS包芯线，控制钢液中S含量为0.010～0.030％；4)模铸：钢液进行浇注并脱模后，得到扁钢锭，经退火、修磨后待轧制；5)轧制、在线预硬化：扁钢锭经推钢式加热后进行轧制，轧制结束后得到扁钢，扁钢在终轧温度下进入水槽进行淬火处理；扁钢淬火结束后进行回火处理，得到目标硬度的塑料模具钢扁钢。4.根据权利要求3所述一种具有高预硬化硬度和优异切削加工性能的耐蚀塑料模具钢扁钢的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中淬火处理的入水温度控制在880

【专利技术属性】
技术研发人员：赵兵，蒋松，储云星，朱海军，鄢振伟，
申请(专利权)人：浙江青山钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：