高品質塑料模具鋼特厚板連鑄母坯的製備方法與流程

2023-07-06 06:33:56 5

本發明涉及一種連鑄方法，尤其是一種高品質塑料模具鋼特厚板連鑄母坯的製備方法。

背景技術：

塑料模具鋼，它具有高強度、硬度、耐磨性及足夠的韌性，主要應用於冷軋、熱軋及塑料模具用鋼，用於鍛造、衝壓、切型和壓鑄等。由於這類鋼種的工作條件複雜，因此對模具用鋼的性能要求較高，尤其要必須保證鑄坯和特厚板的中心緻密度及中心疏鬆缺陷得以改善，否則就難以保證塑料模具鋼特厚板的安全質量問題。因此，消除鑄坯中心疏鬆及中心偏析對連鑄生產該類鋼種具有重大意義。

專利申請cn201210406734.0「一種模具鋼的製備工藝」，本發明公開了一種模具鋼的製備工藝，包括有以下步驟：a、澆注模具鋼坯料步驟，模具鋼毛坯中各成分按其重量配比：3cr2mo為0.4%-0.6%、y20crni3aimnmo(sm2)為0.7％-0.9％、y55crnimnmov(sm1)為3.0％-4.0％、5nisca為2.0-2.5％、4cr5movs為4.0％-5.0％和c為0.2％-0.25％，其餘為fe，澆注成型的模具鋼毛坯溫度降至250℃，再加熱至650-760℃，保溫5-6小時，爐冷至280-320℃，保溫3-5小時，再加熱至650-690℃，保溫32小時，以40℃/小時冷卻至400℃，再以18℃/小時，冷卻至120℃；本發明公布的新型模具鋼，使模具鋼有顯著的硬度和韌性，改善了冶金的質量和淬透性，使鋼的整體性能得到明顯的提高；但該方法的生產用時較長，生產成本高，效率極低，不適合大規模工業生產。

專利申請cn201310619403.x「一種控制和改善模具鋼連鑄厚板坯內部質量的工藝」，本發明涉及一種控制和改善模具鋼連鑄厚板坯內部質量的工藝，通過連鑄機垂直段、彎曲段及矯直段水量的控制，所述垂直段水流量控制在12～19m3/h；在彎曲段內弧水流量控制在18～26m3/h，外弧水流量控制在20～28m3/h；在矯直段內弧水量控制在4～7m3/h，外弧水量控制在6～10m3/h。本發明通過控制垂直段和彎曲段內外弧水流量，降低鑄坯冷卻過程的回溫，減少或消除由於熱應力產生的裂紋；控制矯直段內外弧水流量，控制矯直區間鑄坯溫度900～1100℃，減少或消除由於矯直力產生裂紋；在凝固終點附近，實施一個扇形段壓下，可以使壓下力傳遞到鑄坯中心，控制和改善厚板坯中心偏析、中心疏鬆和縮孔；但在壓下過程中關於壓下工藝對有效控制鑄坯中心偏析並沒有闡述。

專利申請cn201110437337.5「一種低壓縮比探傷厚板的生產方法」，其應用rh真空脫氣處理有效的控制鋼中氫含量，採用動態輕壓下提高鑄坯內部質量；利用粗軋階段低速大壓下使軋制力滲透到鋼板心部有效改善鋼板心部缺陷，對探傷厚板堆垛緩冷通過對以上工序的關鍵工藝參數控制解決了低圧縮比厚板探傷不合格的問題。優點在於，有效的改善低圧縮比的探傷厚板的內部質量，並把生產過程中低圧縮比探傷厚板的探傷合格率控制在98%以上；但對鑄坯中心質量的疏鬆問題改善有限。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種高品質塑料模具鋼特厚板連鑄母坯的製備方法，以提供其內部質量。

為解決上述技術問題，本發明所採取的技術方案是：連鑄過程中，控制拉坯速度為0.80m/min～0.90m/min；採用凝固末端重壓下技術，壓下方式採用輕壓下與重壓下按固相率分配壓下量進行壓下。

本發明所述凝固末端重壓下技術：壓下速率為0.03mm/s，壓下時拉速為0.80m/min～0.90m/min，壓下區間長度為6.0m～10.0m，單輥最大壓下量為15mm。

本發明所述按固相率分配壓下量中，重壓下部分從fs=0.95時開始壓下，壓下量為26mm。

採用上述技術方案所產生的有益效果在於：本發明主要是通過穩定連鑄機拉速、凝固末端重壓下技術控制等技術措施綜合運用來降低塑料模具鋼鑄坯的中心疏鬆，進而提高鑄坯中心偏析與中心疏鬆等缺陷，為生產低圧縮比特厚板提供條件。

本發明採用凝固末端動態重壓下技術提高鑄坯內部質量，使鑄坯的中心偏析和中心疏鬆缺陷得以改善；在生產120mm(壓縮比僅為2.12:1)規格特厚板的目標下，有效的改善低圧縮比的探傷厚板的內部質量，並把生產過程中低圧縮比探傷厚板的探傷合格率控制在99%以上。採用本發明工業生產的鑄坯，實施後效果良好，能夠高效滿足塑料模具鋼的使用要求。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細的說明。

本高品質塑料模具鋼特厚板連鑄母坯的製備方法如下所述：（1）連鑄過程中，控制拉坯速度在0.80m/min～0.90m/min之間。

（2）採用凝固末端重壓下技術，壓下速率為0.03mm/s，壓下時鑄坯拉速為0.80m/min～0.90m/min，壓下區間長度為6.0m～10.0m，壓下時下輥位置不變，單個上輥向下壓的最大壓下量為15mm。

（3）所述凝固末端重壓下技術採用輕壓下與重壓下按固相率分配壓下量進行壓下，重壓下部分從fs=0.95以後開始壓下，重壓下部分的總壓下量為15mm～26mm；輕壓下壓下量不超過10mm。

實施例1：本高品質塑料模具鋼特厚板連鑄母坯的製備方法的具體工藝如下所述。

連鑄生產橫斷面尺寸為1800mm×254mm的p20模具鋼，連鑄機拉速為0.88m/min，並保持拉速穩定不變，中間包鋼水過熱度為20℃；採用了凝固末端重壓下技術控制，壓下速率為0.03mm/s，壓下區間長度為10m，總壓下量35mm。其中輕壓下部分的固相率範圍在0.5～0.98之間，重壓下部分的固相率範圍在0.98～1之間。在第10扇形段固相率為0.93～1，屬於輕壓下與重壓下的疊加區，所以壓下量的分配在8段輕壓下為0.08mm，9段輕壓下為2.69mm，10段輕壓下為6.23mm、重壓下為6.46mm，11段重壓下為10.4mm，12段重壓下為9.10mm，13段重壓下為0.04mm。

澆注完畢後，對p20模具鋼鑄坯內部質量進行低倍檢驗，檢查結果表明，鑄坯橫向低倍無中心縮松比例由51%提高到100%，中心疏鬆缺陷評級為ⅰ級比例由60%提高到100%，中心偏析≤0.5級的比例由60%提高到100%。

實施例2：本高品質塑料模具鋼特厚板連鑄母坯的製備方法的具體工藝如下所述。

連鑄生產橫斷面尺寸為1800mm×260mm的p20模具鋼，連鑄機拉速為0.83m/min，並保持拉速穩定不變，中間包鋼水過熱度為20℃；採用了凝固末端重壓下技術控制，壓下速率為0.03mm/s，壓下區間長度為9m，總壓下量29mm。其中輕壓下部分的固相率範圍在0.6～0.95之間，重壓下部分的固相率範圍在0.95～1之間；在第10扇形段固相率為0.94～1，屬於輕壓下與重壓下的疊加區，所以壓下量的分配在8段輕壓下為1.79mm，9段輕壓下為3.21mm，10段輕壓下為4.0mm、重壓下為5.1mm，11段重壓下為9.5mm，12段重壓下為5.4mm，13段重壓下為0mm。

澆注完畢後，對p20模具鋼鑄坯內部質量進行低倍檢驗，檢查結果表明，鑄坯橫向低倍無中心縮松比例由54%提高到100%，中心疏鬆缺陷評級為ⅰ級比例由60%提高到100%，中心偏析≤0.5級的比例由60%提高到99%。

實施例3：本高品質塑料模具鋼特厚板連鑄母坯的製備方法的具體工藝如下所述。

連鑄生產橫斷面尺寸為1800mm×260mm的p20模具鋼，連鑄機拉速為0.85m/min，並保持拉速穩定不變，中間包鋼水過熱度為30℃；採用了凝固末端重壓下技術控制，壓下速率為0.03mm/s，壓下區間長度為8m，總壓下量27mm。其中輕壓下部分的固相率範圍在0.6～0.94之間，重壓下部分的固相率範圍在0.95～1之間；在第10扇形段固相率為0.92～1，屬於輕壓下與重壓下的疊加區，所以壓下量的分配在8段輕壓下為2.51mm，9段輕壓下為2.73mm，10段輕壓下為3.76mm、10段重壓下為4.25mm，11段重壓下為9.26mm，12段重壓下為4.06mm，13段重壓下為0.43mm。

澆注完畢後，對p20模具鋼鑄坯內部質量進行低倍檢驗，檢查結果表明，鑄坯橫向低倍無中心縮松比例由58%提高到100%，中心疏鬆缺陷評級為ⅰ級比例由59%提高到100%，中心偏析≤0.5級的比例由60%提高到99%。

實施例4：本高品質塑料模具鋼特厚板連鑄母坯的製備方法的具體工藝如下所述。

連鑄生產橫斷面尺寸為1800mm×254mm的p20模具鋼，連鑄機拉速為0.90m/min，並保持拉速穩定不變，中間包鋼水過熱度為25℃；採用了凝固末端重壓下技術控制，壓下速率為0.03mm/s，壓下區間長度為6m，總壓下量26mm。其中輕壓下部分的固相率範圍在0.6～0.94之間，重壓下部分的固相率範圍在0.95～1之間；在第10扇形段固相率為0.92～1，屬於輕壓下與重壓下的疊加區；所以壓下量的分配在8段輕壓下為0.86mm，9段輕壓下為4.04mm，10段輕壓下為4.1mm、10段重壓下為3.11mm，11段重壓下為7.89mm，12段重壓下為4.68mm，13段重壓下為1.32mm。

澆注完畢後，對p20模具鋼鑄坯內部質量進行低倍檢驗，檢查結果表明，鑄坯橫向低倍無中心縮松比例由53%提高到100%，中心疏鬆缺陷評級為ⅰ級比例由59%提高到100%，中心偏析≤0.5級的比例由62%提高到99%。