一种热作模具钢中厚板制造方法技术

本发明专利技术涉及热作模具钢H13热作模具钢中厚板加热、控轧控冷、退火热处理，属于金属热加工领域。一种热作模具钢中厚板制造方法，包括以下步骤：步骤一：冶炼；步骤二：初轧机开坯；步骤三：中间坯加热；步骤四：中厚板轧机轧制及控制冷却；步骤五：电罩式炉氮基保护气氛退火：本发明专利技术采用钢锭、中间坯红送、红装技术降低了能源消耗，缩短了中厚板周期；设计了“中间坯高效均质化加热工艺+钢板控轧冷均细化技术+电罩炉氮基气氛保护退火”工艺，实现了热作模具钢H13中厚板组织、晶粒度的均细化，同时可以显著改善热作模具钢中厚板表面质量，降低氧化脱碳层深度，减少模具加工的加工余量，提高材料利用率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种热作模具钢中厚板制造方法


[0001]本专利技术涉及热作模具钢H13热作模具钢中厚板加热、控轧控冷、退火热处理，属于金属热加工领域。

技术介绍

[0002]H13是目前市场上使用最为广泛的热作模具钢产品，其产品包括模块、锻圆、扁钢等，扁钢规格范围一般为“厚度≤100
×
宽度910≤
×
Lmm”。与扁钢相比中厚板产品具有板面宽，模具制造企业下料方便、材料利用率高的优点，具有较大的市场需求。目前H13中厚板产品及中厚板制造方法在国内属于空白，为此本专利技术创新了一种高效、高质量的H13中厚板（厚度≤100
×
宽度≥1100
×
Lmm）制造方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的就是针对上述问题，提供一种热作模具钢中厚板制造方法。
[0004]本专利技术的目的是这样实现的：一种热作模具钢中厚板制造方法，包括以下步骤：步骤一：冶炼。
[0005]步骤二：初轧机开坯：钢锭脱模后钢锭表面温度750
‑
870℃，入加热炉后随炉升温到1200
‑
1250℃均匀热保温3
‑
5小时；开轧温度：1180
‑
1200℃，终轧温度900
‑
1010℃；中间坯红转中板厂。
[0006]步骤三：中间坯加热：将700
‑
800℃的中间坯装入炉温为750
‑
800℃室式加热炉，以100
‑/>120℃/h速度升温至1290
‑
1310℃保温5
‑
10小时，出炉。
[0007]步骤四：中厚板轧机轧制及控制冷却：
⑴ꢀ
间坯经高压水除鳞，并使快速降温至开轧温度1130
‑
1180℃；中厚板轧机展宽、纵轧，钢板终轧温度800
‑
950℃。
[0008]⑵ꢀ
对轧制成材的钢板喷水雾以10
‑
28℃/min冷却到400
‑
500℃进行空冷；钢板空冷到150
‑
210℃，吊装钢板入电罩式炉进行退火。
[0009]步骤五：电罩式炉氮基保护气氛退火。
[0010]电罩炉退火过程按20
‑
30m3/h流量送可控氮基气氛；加热升温速度15
‑
30℃/h，炉温达到780
‑
810℃保温15
‑
18小时后，停电并吊开外罩空冷，钢板温度200
‑
300℃时出炉。
[0011]进一步的讲，采用液压矫平机对退火后的钢板进行矫直。
[0012]本专利技术的有益效果是：本专利技术采用钢锭、中间坯红送、红装技术降低了能源消耗，缩短了中厚板周期；设计了“中间坯高效均质化加热工艺+钢板控轧冷均细化技术+电罩炉氮基气氛保护退火”工艺，实现了热作模具钢H13中厚板组织、晶粒度的均细化，同时可以显著改善热作模具钢中厚板表面质量，降低氧化脱碳层深度，减少模具加工的加工余量，提高材料利用率。
附图说明
[0013]下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。
[0014]图1是本专利技术未均质化时H13中间坯的液析及退火组织影响图。
[0015]图2是本专利技术1250℃/5h均质化时H13中间坯的液析及退火组织影响图。
[0016]图3是本专利技术1300℃/5h 均质化时H13中间坯的液析及退火组织影响图。
[0017]图4是轧后堆冷退火组织图。
[0018]图5是控轧、控冷退火组织图。
具体实施方式
[0019]本专利技术创新目的在于实现热作模具钢中厚板高效率、高质量、高材料利用率批量化生产，填补热作模具钢中厚板制造方法及市场空白。
[0020]1、生产工艺流程设计：电转炉冶炼+LF钢包精炼+VD真空脱气—浇铸扁锭—红送初轧机开坯工序—钢锭红装—初轧机轧制开坯—坯料红送、红装—坯料高效均质化加热—高压水除鳞、开轧温度控制—中厚板轧机轧制成材—钢板喷雾冷却+空冷—电罩式炉氮基保护气氛退火。
[0021]2、生产工艺技术设计思路2.1、钢锭、中间坯红采用送、红装（钢锭、中间坯≥700℃）技术，取消了钢锭、中间坯退火工序，缩短中厚板生产周期，降低能耗。
[0022]2.2、中间坯采用高效均质化加热（1290
‑
1310℃保温5
‑
10h）工艺，代替钢锭均质化（1240
‑
1260℃保温25
‑
30小时），改善中厚板枝晶偏析、液析，实现中厚板的均质化。
[0023]热作模具钢H13钢锭在凝固过程中，会形成粗大柱状晶、严重的枝晶偏析以及一次碳化物（液析也称亚共晶碳化物）。通常采用钢锭高温扩散（1240
‑
1260℃保温25
‑
30小时）来达到均质化效果，但所需保温时间较长。
[0024]钢锭加热轧制成中间坯，原来发达的柱状晶、亚共晶碳化物(液析 )得到较大程度破碎、枝晶间距缩小，如果对中间坯高温扩散均质化，合金元素均质化扩散所需的距离大幅缩小，可以缩短高温扩散均质化保温时间。因此中间坯采用较高温度、短时间加热均质化具有可行性。图1为不同均质化温度对H13中间坯的液析（亚共晶碳化物）及退火组织影响。
[0025]3、钢板控轧控冷均细化技术：钢板控制轧制技术：经高效高温扩散加热的中间坯出炉后，采用高压水除鳞，并利用高压水快速将中间坯冷却到开轧温度范围（1130
‑
1180℃），2300mm二辊轧机将坯料展宽至所要求宽度（1100
‑
2100mm），然后纵轧。厚度40mm以上钢板在2300mm二辊轧机直接轧制成材，终轧温度≥900℃。厚度小于40mm以下钢板，二辊轧机轧到到60mm厚，送2300mm四辊万能轧机轧制成材，万能轧机开轧温度≥950℃，终轧温度≥850℃。
[0026]钢板控制冷却技术： H13终轧后的中厚板，如果在较高的终轧温度下堆冷、缓冷会使晶粒长大和晶界上析出二次碳化物而形成网状、链状碳化物，从而影响钢板组织均匀性及模具使用寿命。本技术通过对终轧后的钢板进行“喷水雾以10
‑
28℃/min冷却速度快冷到400
‑
500℃，然后空冷到150
‑
210℃”控冷技术来抑制钢板冷却过程碳化物析出和晶粒长大现象，实现钢板组织、晶粒度的均细化控制。
[0027]4、电罩式炉氮基保护气氛退火工艺
H13钢Si元素含量较高，氧化脱碳倾向严重。采用常规退火工艺，氧化脱碳层厚度一般在1.2
‑
3mm，钢板表面氧化皮厚度在1.0mm以上，钢板单边机加工余量达3
‑
5mm，影响材料利用率。
[0028]本专利技术采用电罩式炉氮基保护气氛退火工艺，减轻退火过程钢板氧化脱碳现象，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热作模具钢中厚板制造方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：冶炼；步骤二：初轧机开坯：钢锭脱模后钢锭表面温度750
‑
870℃，入加热炉后随炉升温到1200
‑
1250℃均匀热保温3
‑
5小时；开轧温度：1180
‑
1200℃，终轧温度900
‑
1010℃；中间坯红转中板厂；步骤三：中间坯加热：将700
‑
800℃的中间坯装入炉温为750
‑
800℃室式加热炉，以100
‑
120℃/h速度升温至1290
‑
1310℃保温5
‑
10小时，出炉；步骤四：中厚板轧机轧制及控制冷却：
⑴
中间坯经高压水除鳞，并使快速降温至开轧温度1130

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建礼，张晓琨，楚宝帅，李建军，赵志刚，
申请(专利权)人：山西太钢不锈钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：