一种塑料模具钢的制备方法技术

本发明专利技术涉及钢铁冶金技术领域，提供了一种塑料模具钢的制备方法。本发明专利技术通过模铸锭加热、第一墩粗、第一拔长、第一中心重压下、第二拔长、第一均温处理、第二墩粗、第三拔长、第二中心重压下和第四拔长得到成品尺寸锻件；再将成品尺寸锻件进行第二均温、预冷、水空交替淬火和回火，得到所述塑料模具钢；其中模铸锭和成品尺寸锻件的截面比≤2.1。本发明专利技术提供的制备方法总截面比小，墩拔次数少，热处理次数少，锻后热处理简单，节能环保，成本低，同时所得塑料模具钢的内部致密度高、晶粒细小，可满足SEP1921D/d级别超声波探伤要求，晶粒度≥6级，全截面硬度值差异控制在3HRC之间。全截面硬度值差异控制在3HRC之间。全截面硬度值差异控制在3HRC之间。

【技术实现步骤摘要】
一种塑料模具钢的制备方法


[0001]本专利技术涉及钢铁冶金
，尤其涉及一种塑料模具钢的制备方法。

技术介绍

[0002]塑料模具钢广泛应用于汽车、家电等高精密制品以及大型、特大型塑料制品用模具中。随着新能源车等零部件的大型化、一体化制造发展趋势，对模具钢的极限截面尺寸提出了越来越高的要求。目前制造大截面的塑料模具钢，一般需要采用大截面模铸锭或电渣重熔锭、配合严格的模铸参数，铸锭经多次墩拔、大压缩比锻造等复杂工艺，才能获得具有良好内部致密度的成品模具钢，确保探伤要求。但是，受模铸锭极限尺寸的限制，塑料模具钢成品尺寸锻件的内部致密度往往难以保证，并且因合金含量高，单件尺寸大，锻造过程中以及锻造完成后需要多次入加热炉长时间加热，存在制造工艺复杂、流程长、能耗高等问题。
[0003]公开号为CN110157984A的中国专利技术专利中公开了一种高均匀性高抛光型塑料模具钢ZW636及其制备方法。其中经转炉冶炼、LF+VD精炼、连铸得到电极坯，再将电极坯软化退火、保护气氛电渣重熔形成电渣锭，将电渣锭进行锻造变形，之后进行锻后热处理。该专利需进行电渣重熔，模铸锭截面尺寸大，锻造比≥6，并且锻后需经退火及细化晶粒热处理、淬火+二次回火共4次入炉热处理，工序多，流程长，并且能耗高。
[0004]公开号为CN107699801A的中国专利技术专利中公开了一种模芯用含V塑料模具钢ZW616及其制备方法，其中该专利中总锻造比≥6，同时锻后同样需经退火及细化晶粒热处理、淬火+二次回火共4次入炉热处理，流程复杂，能耗较高。
[0005]公开号为CN107699800A的中国专利技术专利中公开了一种模芯用含Nb的ZW633大型塑料模具钢及其制备方法，其中锻造比为4～8，且锻后同样需经退火及细化晶粒热处理、淬火+二次回火共4次入炉热处理，流程复杂，能耗较高。
[0006]综上所述，目前本领域在制备高致密度的塑料模具钢时，需要采用大压缩比锻造，并且热处理次数多，能耗较高。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术提供了一种塑料模具钢的制备方法。本专利技术提供的制备方法总截面比小，热处理次数少，且所得塑料模具钢的内部致密度高。
[0008]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0009]一种塑料模具钢的制备方法，包括以下步骤：
[0010]提供塑料模具钢化学组成的模铸锭；所述模铸锭和成品尺寸锻件的截面比≤2.1；
[0011]将所述模铸锭加热后依次进行第一墩粗、第一拔长、第一中心重压下和第二拔长，得到中间铸锭；所述第一墩粗的墩粗比≥2；所述第一拔长的压缩比≤1.1；所述第一拔长和第二拔长的总压缩比≥2.5；
[0012]将所述中间铸锭进行第一均温处理后依次进行第二墩粗、第三拔长、第二中心重
压下和第四拔长，得到成品尺寸锻件；所述第二墩粗的墩粗比≥2.5；所述第三拔长的压缩比≤1.1；所述第三拔长和第四拔长的总压缩比≥3.5；
[0013]将所述成品尺寸锻件依次进行第二均温、预冷、水空交替淬火和回火，得到所述塑料模具钢。
[0014]优选的，所述第一中心重压下和第二中心重压下独立地包括：将圆钢沿待重压铸锭的轴向置于所述待重压铸锭的中心位置进行压下，然后将铸锭沿轴向翻转180
°
，再次进行压下；
[0015]所述第一中心重压下的单面压下量为50～300mm；所述第二中心重压下的单面压下量为50～100mm；所述圆钢的直径小于等于1/4压下面宽度。
[0016]优选的，所述加热的温度为1200～1250℃，保温时间为8～12h，升温至所述加热的温度的升温速率为80～120℃/h；
[0017]所述第一均温的温度为1170～1220℃，所述第一均温的时间为1～3h；所述第二均温的温度为900～950℃，所述第二均温的时间为30～120min。
[0018]优选的，所述第二拔长的终锻温度≥1000℃；所述第四拔长的终锻温度≥820℃。
[0019]优选的，所述预冷为自然冷却，预冷至表面温度为780～820℃，边角温度为500～600℃。
[0020]优选的，所述水空交替淬火包括依次进行的第一阶段、第二阶段、第三阶段和第四阶段；所述第一阶段为入水冷却至锻件表面温度为350～450℃，然后取出回温3～8min；所述第二阶段为入水冷却至锻件表面温度为250～350℃，然后取出回温3～8min；所述第三阶段为入水冷却至锻件表面温度为150～250℃，然后取出回温3～8min；所述第四阶段为入水冷却至锻件表面温度为100～150℃，然后取出；所述第二阶段、第三阶段和第四阶段入水冷却时在水底吹入空气。
[0021]优选的，所述回火的温度为500～650℃，保温时间为16～32h，保温结束后炉冷至300～400℃出炉空冷。
[0022]优选的，所述模铸锭的直径为φ1000mm～φ1500mm；所述成品尺寸锻件的截面面积为0.5m2～1m2。
[0023]优选的，以质量百分比计，所述塑料模具钢的化学成分为：C：0.32～0.4％，Si：0.2～0.4％，Mn：1.1～1.5％，P≤0.025％，S≤0.015％，Cr：1.7～2％，Mo：0.25～0.4％，Ni：0.85～1.15％；Alt：0.01～0.05％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。
[0024]优选的，所述塑料模具钢的全截面内硬度差异≤3HRC，晶粒度≥6级，芯部致密度满足SEP1921D/d级探伤要求。
[0025]本专利技术提供了一种塑料模具钢的制备方法，本专利技术通过模铸锭加热、第一墩粗、第一拔长、第一中心重压下、第二拔长、第一均温处理、第二墩粗、第三拔长、第二中心重压下和第四拔长得到成品尺寸锻件；再将成品尺寸锻件进行第二均温、预冷、水空交替淬火和回火，得到所述塑料模具钢；其中模铸锭和成品尺寸锻件的截面比≤2.1。本专利技术提供的制备方法具有如下有益效果：
[0026](1)本专利技术不需要复杂的电极锭+电渣重熔的冶炼工艺，并且总截面比小，对模铸锭/锻件截面比要求低，便于采用小直径铸锭生产大截面锻件，并确保良好的内部致密度。本专利技术实现该有益效果的原理如下：本专利技术采用较大的墩粗比，模铸锭在大变形量的墩粗
过程中，内部产生大量的变形热，温度升高，变形抗力减小；铸锭表面与空气、压机直接接触散热，温度降低，变形抗力变大，在后续的拔长和中心重压下时，变形能更好的穿透锻件表面，抵达芯部，使中心裂纹、疏松、缩孔等缺陷更容易焊合；本专利技术在拔长过程采用二次中心重压下工艺，压力及变形更集中，可以更好的将变形传递至芯部；同时本专利技术在墩粗后先进行小压缩比拔长，保证较大的内外温差，更有利于中心重压下变形向芯部传递，进一步改善锻材芯部质量。
[0027](2)本专利技术锻造过程的加热次数少，仅对模铸锭进行一次热处理，在锻造过程中进行一次均温处理，进一步的，热处理和均温处理的时间均较短，能耗及碳排放低，节能环保。本专利技术实现该有益效果的原理如下：因上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种塑料模具钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供塑料模具钢化学组成的模铸锭；所述模铸锭和成品尺寸锻件的截面比≤2.1；将所述模铸锭加热后依次进行第一墩粗、第一拔长、第一中心重压下和第二拔长，得到中间铸锭；所述第一墩粗的墩粗比≥2；所述第一拔长的压缩比≤1.1；所述第一拔长和第二拔长的总压缩比≥2.5；将所述中间铸锭进行第一均温处理后依次进行第二墩粗、第三拔长、第二中心重压下和第四拔长，得到成品尺寸锻件；所述第二墩粗的墩粗比≥2.5；所述第三拔长的压缩比≤1.1；所述第三拔长和第四拔长的总压缩比≥3.5；将所述成品尺寸锻件依次进行第二均温、预冷、水空交替淬火和回火，得到所述塑料模具钢。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一中心重压下和第二中心重压下独立地包括：将圆钢沿待重压铸锭的轴向置于所述待重压铸锭的中心位置进行压下，然后将铸锭沿轴向翻转180
°
，再次进行压下；所述第一中心重压下的单面压下量为50～300mm；所述第二中心重压下的单面压下量为50～100mm；所述圆钢的直径小于等于1/4压下面宽度。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述加热的温度为1200～1250℃，保温时间为8～12h，升温至所述加热的温度的升温速率为80～120℃/h；所述第一均温的温度为1170～1220℃，所述第一均温的时间为1～3h；所述第二均温的温度为900～950℃，所述第二均温的时间为30～120min。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二拔长的终锻温度≥1000℃；所述第四拔长的终锻温度≥820℃。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮红祥，陈永军，周新方，
申请(专利权)人：浙江天基重工机械有限公司，
类型：发明
国别省市：