[发明专利]一种塑料模具钢的特厚板生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及钢坯后处理工艺，具体涉及一种利用大圆坯成材的特厚塑料模具钢生产工艺。

背景技术

随着塑料工业发展的突飞猛进，塑料模具钢的需求量急剧增加，其中预硬型塑料模具钢市场需求量较大。由于预硬型塑料模具钢在厂家供货时就达到用户所要求的硬度和使用性能，用户得到材料后，可以直接加工成模具，不需要进行淬火、回火热处理就可以直接使用，这类钢避免了在模具加工以后再进行淬火、回火热处理操作所造成的变形、开裂、脱碳等缺陷，同时具有良好的强韧性，切削性能和抛光性能、尺寸精度等优点，预硬型塑料模具钢适宜制造形状复杂、精密的塑料模具，性价比较高。

塑料制品日益向大型、复杂、精密的方向发展，如洗衣机筒体、电冰箱内腔、大型彩电外壳等。为了适应塑料制品的尺寸日趋大型化、形状的复杂化，对塑料模具钢的要求也越来越严格，在希望塑料模具用钢规格增大的同时希望材料具有良好的切削加工性，镜面抛光性等。

目前国内市场上塑料模具钢板竞争激烈，但是钢板厚度集中在120mm以下，许多企业在炼钢和轧钢上着手，企图优化材料质量，提高产品竞争力，但是终究因受到连铸板坯厚度的限制，生产不出厚度更大且内部质量优异的塑料模具钢钢板。

对于塑料模具厚板，由于连铸板坯成材导致压缩比不够，坯料内部渗透变形不到位，使得钢板内部质量不能保证，容易出现砂眼、疏松的缺陷。专利号201010266549.7开发的“开合式水冷模铸机浇铸钢锭成材工艺”，使得塑料模具钢厚板的质量得到了提高，但是该工艺成本较高，工序复杂，生产周期较长。目前国内有一些企业采取传统的铸锭成材工艺，由于铸锭冒口位置质量差导致成材率低，且该工艺模耗高，浇铸难，由于钢液凝固慢导致缩孔、偏析等缺陷，轧制成型的钢板表面和芯部硬度差别大，影响客户的后续加工。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种塑料模具钢的特厚板及其生产工艺，以连铸ф1000mm大圆坯成材，通过优化合理的加热、轧制、热处理工艺，提高塑料模具钢特厚板的内部质量，钢板获得更大厚度的同时具有更好的硬度均匀性，塑料模具钢的厚度能够达到250mm。克服现有“模铸-铸锭开坯-可逆式轧机轧制或铸锭锻造成材工艺”的浇铸难、模耗高、成材率低、成本较高、工序复杂、生产周期较长等问题，尤其是提高成材率。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为，提供一种塑料模具的特厚板生产工艺，具体步骤如下：

以连铸ф1000mm大圆坯成材，使用直弧连铸机连铸φ1000mm大圆坯，在线切割成一定长度的坯料。控制钢水过热度10～20℃，实现低过热度连铸，结晶器内安装搅拌钢水的电磁搅拌装置，利用电磁搅拌设备，有助于钢水及时放热，降低坯料内外温度差，有助于消除结晶器表面钢水凝固结壳现象；二冷区布置雾化水冷却装置，通过向坯料表面喷洒雾化水冷却，有利于坯料表面均匀降温，提高表面质量；在钢水凝固末端采用电磁搅拌技术以及动态轻压下技术，减缓椭圆坯料芯部因钢水凝固收缩产生的孔洞缺陷以及偏析现象，提高坯料内部质量。

（1）连铸所得坯料热送至均热炉，设定装炉温度为600±10℃；若不具备热送条件，将坯料缓冷后再送至均热炉，缓冷坑底部垫热坯使坑温保持在大于50℃，坯料外层加盖石棉布，然后盖上保温盖，缓冷24～48h，坯料出坑表面温度控制在200～250℃，对入坑缓冷的坯料，设定装炉温度不低于150℃；

（2）加热，分段设定均热炉的升温速度：≤1000℃，升温速度为80～100℃/h；＞1000℃ ，升温速度50～70℃/h；最高加热温度1280℃，均热温度1260±10℃，该加热保温方式能够确保该成分坯料的合金元素充分固溶，且保证奥氏体晶粒度不过分粗大，保证椭圆坯料内外晶粒大小均匀，尽可能消除厚度方向的金相差异；

（3）轧制，采用异形坯轧制工艺，设计“纵轧→角轧→横轧→纵轧”工艺流程，开轧温度1050～1100℃，钢板轧制采用低速大压下工艺轧制，轧制大变形能够确保椭圆坯轧制变形能够渗透到铸坯中心部分，以尽可能地消除厚度方向上的变形差异；纵轧阶段每道次压下量60～90mm，前四道次压下总量≥300mm，第五至第十道次采用15°角轧工艺进行坯料展宽，终轧温度≥900℃；

（4）缓冷，轧制完成后，将坯料空冷至300±50℃，钢板布置间距≥1.5m，然后下线堆缓冷，堆缓冷时间≥48h；