一种模具扁钢及其制备方法
阅读说明：本技术 一种模具扁钢及其制备方法 (Die flat steel and preparation method thereof ) 是由 康琴 蔡武 肖强 李俊洪 于 2021-06-15 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种模具扁钢的制备方法,包括：将合金原料采用钢锭模进行浇注,得到模具扁锭；将所述模具扁锭进行轧制,得到模具扁钢；所述钢锭模的宽面大头尺寸为690～700mm；宽面小头尺寸为590～600mm；宽面内圆角为48～52°；下浇口上端直径为100～105mm；下浇口下端直径为115～125mm；下浇口高度为135～145mm；锭身高度为3000～3020mm；窄面大头尺寸为400～410mm；窄面小头尺寸为340～350mm；绝热板高度为305～315mm；绝热板厚度为30～40mm；所述模具扁钢的锭重为4.86～4.92t。本发明通过采用特定的钢锭模并结合浇注工艺,制备得到特定规格的模具扁钢,具有较好的一次成材率和探伤合格率。(The invention provides a preparation method of die flat steel, which comprises the following steps: pouring the alloy raw material by adopting an ingot mould to obtain a mould slab ingot; rolling the die slab ingot to obtain die slab steel; the size of the wide-surface large head of the ingot mould is 690-700 mm; the size of the small head of the wide surface is 590-600 mm; the internal fillet of the broad face is 48-52 degrees; the diameter of the upper end of the lower sprue is 100-105 mm; the diameter of the lower end of the lower gate is 115-125 mm; the height of the lower gate is 135-145 mm; the height of the ingot body is 3000-3020 mm; the size of the narrow-face large head is 400-410 mm; the size of the narrow-face small end is 340-350 mm; the height of the heat insulation plate is 305-315 mm; the thickness of the heat insulation plate is 30-40 mm; the ingot weight of the die flat steel is 4.86-4.92 t. The invention prepares the die flat steel with specific specification by adopting a specific ingot die and combining a pouring process, and has better one-time yield and flaw detection qualification rate.)
技术领域
本发明属于扁钢技术领域，尤其涉及一种模具扁钢及其制备方法。
背景技术
模具是衡量一个国家工业水平发展的标志，通常采用模具扁钢为原料进行制造。模具钢通常以具有一定厚度和宽度规格的扁钢进行交货，便于后期的锯切加工和销售使用。模具扁钢开发和生产的主要经济指标为成材率和探伤合格率，关键生产工艺环节在于扁锭锭型的设计和浇注工艺的设计，一方面尽量增加锭重，降低浇注和轧制生产成本，提高成材率，减少切头尾的损失；另一方面，必须满足厚规格扁钢的探伤要求，充分焊合凝固时所形成的不同三维尺寸的疏松和孔洞缺陷，另外破碎粗大晶粒以及液析碳化物，使组织细密，碳化物尺寸均匀。
随着经济的发展，模具向着大型化、长寿命化的方向发展，这对厚规格模具钢提出了更高的质量要求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种模具扁钢及其制备方法，本发明提供的方法制备的模具扁钢成材率和探伤合格率较高。
本发明提供了一种模具扁钢的制备方法，包括：
将合金原料采用钢锭模进行浇注，得到模具扁锭；
将所述模具扁锭进行轧制，得到模具扁钢；
所述钢锭模的宽面大头尺寸为690～700mm；宽面小头尺寸为590～600mm；宽面内圆角为48～52°；下浇口上端直径为100～105mm；下浇口下端直径为115～125mm；下浇口高度为135～145mm；锭身高度为3000～3020mm；
所述钢锭模的窄面大头尺寸为400～410mm；窄面小头尺寸为340～350mm；绝热板高度为305～315mm；绝热板厚度为30～40mm；
所述模具扁锭的锭重为4.86～4.92吨。
优选的，所述钢锭模的宽面大头尺寸为693～697mm；宽面小头尺寸为593～597mm；宽面内圆角为49～51°；下浇口上端直径为101～103mm；下浇口下端直径为118～122mm；下浇口高度为138～142mm；锭身高度为3005～3015mm；
所述钢锭模的窄面大头尺寸为403～407mm；窄面小头尺寸为343～347mm；绝热板高度为308～312mm；绝热板厚度为33～37mm。
优选的，所述钢锭模的宽面大头尺寸为695mm；宽面小头尺寸为595mm；宽面内圆角为50°；下浇口上端直径为102mm；下浇口下端直径为120mm；下浇口高度为140mm；锭身高度为3010mm；
所述钢锭模的窄面大头尺寸为405mm；窄面小头尺寸为345mm；绝热板高度为310mm；绝热板厚度为35mm。
优选的，所述合金原料的成分为铬不锈型塑料模具钢。
优选的，所述钢锭模的材质为灰口铸铁。
优选的，所述浇注过程中加入发热剂，所述发热剂和模具扁锭的质量比为(25～30)kg：(4.86～4.92)t。
优选的，所述浇注过程中的锭身浇注时间为490～540s；冒口浇注时间为330～420s。
优选的，所述浇注完成后还包括：
将浇注后的产品冷却脱模，得到模具扁锭；
所述冷却的时间为180～240min。
优选的，所述模具扁钢的厚度为95～105mm。
本发明提供了一种上述技术方案所述的方法制备得到的模具扁钢。
本发明提供了一种专用的钢锭模和浇注工艺，专门用于生产厚度为95～105mm、宽度规格为580～620mm厚规格模具扁钢。本发明通过采用特定设计的钢锭模以及与其配套的浇注工艺，制备得到的厚规格模具扁钢具有较好的成材率和探伤合格率。
附图说明
图1为本发明实施例中钢锭模的宽面投影图；
图2为本发明实施例中钢锭模的窄面投影图；
图3为本发明实施例1制备的模具扁钢的显微组织图；
图4为本发明实施例2制备的模具扁钢的显微组织图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例，都属于本发明保护的范围。应理解，本发明实施例仅用于说明本发明的技术效果，而非用于限制本发明的保护范围。实施例中，所用方法如无特别说明，均为常规方法。
本发明提供了一种厚规格直轧模具扁钢的制备方法，包括：
将合金原料采用钢锭模进行浇注，得到模具扁锭；
将所述模具扁锭进行轧制，得到模具扁钢；
所述钢锭模的宽面大头尺寸为690～700mm；宽面小头尺寸为590～600mm；宽面内圆角为48～52°；下浇口上端直径为100～105mm；下浇口下端直径为115～125mm；下浇口高度为135～145mm；锭身高度为3000～3020mm；
所述钢锭模的窄面大头尺寸为400～410mm；窄面小头尺寸为340～350mm；绝热板高度为305～315mm；绝热板厚度为30～40mm；
所述模具扁锭的锭重为4.86～4.92吨。
在本发明中，所述合金原料的成分优选为铬不锈型塑料模具钢，更优选为3Cr13、4Cr13或3Cr17NiMo。
在本发明中，所述合金原料的成分优选为：
0.3～0.42wt％的C；
12.5～13.5wt％的Cr；
0.18～0.3wt％的Ni；
≤1.0wt％的Si；
≤1.0wt％的Mn；
≤0.02wt％的S；
≤0.035wt％的P；
余量为Fe。
在本发明中，所述C的质量含量优选为0.32～0.38％，更优选为0.34～0.36％，最优选为0.35％；所述Cr的质量含量优选为12.8～13.2％，更优选为12.90～13％，最优选为12.95％；所述Ni的质量含量优选为0.18～0.3％，更优选为0.21％；所述Si的质量含量优选为0.1～0.9％，更优选为0.2～0.8％，更优选为0.3～0.6％，最优选为0.4～0.5％；所述Mn的质量含量优选为0.1～0.9％，更优选为0.2～0.8％，更优选为0.3～0.6％，最优选为0.4～0.5％；所述S的质量含量优选为0.01～0.02％，更优选为0.015％；所述P的质量含量优选为0.01～0.03％，更优选为0.02％。
在本发明中，优选将所述合金原料进行熔炼获得钢液再采用钢锭模进行浇注；本发明对所述熔炼的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的方法进行熔炼即可；所述钢液的成分与合金原料的成分一致。
在本发明中，所述钢锭模的形状优选为扁锭形状；所述钢锭模的宽面大头尺寸为690～700mm，优选为692～698mm，更优选为694～696mm，最优选为695mm；宽面小头尺寸为590～600mm，优选为592～598mm，更优选为594～596mm，最优选为595mm；宽面内圆角为48～52°，优选为49～51°，更优选为50°；下浇口上端直径为100～105mm，优选为101～104mm，更优选为102～103mm，最优选为102mm；下浇口下端直径为115～125mm，优选为118～122mm，更优选为120mm；下浇口高度为135～145mm，优选为138～142mm，更优选为140mm；锭身高度为3000～3020mm，优选为3005～3015mm，最优选为3010mm。
在本发明中，所述钢锭模的窄面大头尺寸为400～410mm，优选为402～408mm，更优选为404～406mm，最优选为405mm；窄面小头尺寸为340～350mm，优选为342～348mm，更优选为344～346mm，最优选为345mm；绝热板高度为305～315mm，优选为308～312mm，更优选为310mm；绝热板厚度为30～40mm，优选为32～38mm，更优选为34～36mm，最优选为35mm。
在本发明中，所述钢锭模的材质优选为灰口铸铁，更优选为HT200、HT250牌号的灰口铸铁，最优选为HT200牌号的灰口铸铁。
在本发明中，所述模具扁锭的锭重优选为4.86～4.92吨，更优选为4.88～4.90吨，最优选为4.89吨。
在本发明中，所述浇注过程中优选加入发热剂；所述发热剂中优选含铝；所述铝在发热剂中的质量含量优选为15～20％，更优选为16～19％，最优选为17～18％。
在本发明中，所述发热剂和模具扁锭的质量比优选为(25～30)kg：(4.86～4.92)吨，更优选为(26～29)kg：(4.88～4.90)吨，最优选为(27～28)kg：4.89吨。
在本发明中，所述浇注过程中的吊包温度优选高于钢液液相线50～80℃，更优选55～75℃，更优选为60～70℃，最优选为65℃；所述吊包温度优选为1575～1580℃，更优选为1576～1578℃；浇注的过热度优选为40～70℃，更优选为45～65℃，更优选为50～60℃，最优选为55℃，浇注的温度优选为1545～1555℃，更优选为1548～1552℃，最优选为1550℃；锭身的浇注时间优选为490～540s，更优选为500～530s，最优选为510～520s；冒口的浇注时间优选为330～420s，更优选为350～400s，最优选为360～380s。
在本发明中，所述浇注完成后优选还包括：
将浇注后的产品冷却后脱模，得到模具扁锭。
在本发明中，所述冷却的时间优选为180～240min，更优选为190～230min，更优选为200～220min，最优选为210min；所述冷却的方法优选为空气自然冷却。
在本发明中，所述模具扁锭的成分与上述技术方案所述合金原料成分一致。
在本发明中，所述轧制之前优选还包括：
将所述模具扁锭进行加热均温。
在本发明中，所述加热的温度优选为1250～1270℃，更优选为1255～1265℃，最优选为1260℃。
在本发明中，所述轧制的过程中优选采用1100mm初轧机；所述轧制过程中的道次压下量优选为45～60mm，更优选为50～55mm，最优选为52～53mm；所述轧制过程中优选采用平立交替轧制，以平轧减薄厚度为主；所述平轧的道次优选为7～9次，更优选为8次；所述立轧的道次优选为4～5次。
在本发明中，所述轧制完成后优选还包括：
将轧制后的产品进行球化退火。
在本发明中，所述球化退火的温度优选为760～800℃，更优选为770～790℃，最优选为780℃；所述球化退火的时间优选为3～5小时，更优选为3.5～4.5小时，最优选为4小时。
在本发明中，所述退火后优选还包括：
将退火后的产品进行探伤。
在本发明中，所述模具扁钢的厚度优选为95～105mm；所述模具扁钢的宽度优选为580～620mm，更优选为590～610mm，最优选为600mm。
在本发明中，所述模具扁钢的成分与上述技术方案所述合金原料成分一致。
本发明提供了一种上述技术方案所述的方法制备得到的模具扁钢。
本发明提供了一种专用的钢锭模和浇注工艺，专门用于生产厚度为95～105mm、宽度规格为580～620mm厚规格模具扁钢。本发明通过采用特定设计的钢锭模以及与其配套的浇注工艺，制备得到的厚规格模具扁钢具有较好的成材率和探伤合格率。
实施例1
将成分为4Cr13的塑料模具钢的钢液采用钢锭模进行浇注，得到模具扁锭；所述钢锭模的形状如图1～图2所示：宽面大头尺寸为695mm、宽面小头尺寸为595mm、宽面内圆角50°、下浇口上端直径为102mm、下浇口下端直径为120mm、下浇口高度为140mm、锭身高度为3010mm；窄面大头尺寸为405mm、窄面小头尺寸为345mm、绝热板高度310mm、绝热板厚度35mm。
钢锭模材质为HT200灰口铸铁。
浇注过程中加入发热剂，发热剂加入量为25kg/支(每支模具扁锭的重量为4.88吨)，发热剂中铝的质量含量为18％，吊包温度为1580℃、浇注温度为1545℃、锭身浇注时间为520s、冒口浇注时间为400s。浇注完成后，经200min空气自然冷却后，脱模，取出钢锭，单支锭重为4.88吨。
钢锭脱模后，经过加热均温，加热温度为1260℃，采用1100mm初轧机进行轧制，道次压下量为60mm，平立交替轧制，立轧4道次、平轧9道次，获得95mm(厚度)×620mm(宽度)×L的塑料模具扁钢。
将上述得到的塑料模具扁钢进行退火处理，退火的温度为780℃、退火的时间为4小时。
本发明实施例1制备的4Cr13塑料模具扁钢的成分为：0.42wt％的C；12.90wt％的Cr；0.18wt％的Ni；0.45wt％的Si；0.64wt％的Mn；0.005wt％的S；0.02wt％的P；余量为Fe。
将退火后的塑料模具扁钢进行钢锭切头尾和探伤，进行成材率和探伤(GB/T4162-2008《锻轧钢棒超声检测方法》)的检测，检测结果为，本发明实施例1提供的方法制备的模具扁钢切除头尾后成材率为94％，探伤合格。
对本发明实施例1制备的模具扁钢进行显微组织检测，检测后的心部显微组织如图3所示，由图3可知，显微组织均匀细密、无探伤缺陷。
实施例2
将成分为4Cr13的塑料模具钢的钢液采用钢锭模进行浇注，得到模具扁锭；所述钢锭模的形状如图1～图2所示：宽面大头尺寸为695mm、宽面小头尺寸为595mm、宽面内圆角50°、下浇口上端直径为102mm、下浇口下端直径为120mm、下浇口高度为140mm、锭身高度为3010mm；窄面大头尺寸为405mm、窄面小头尺寸为345mm、绝热板高度310mm、绝热板厚度35mm。
钢锭模材质为HT200灰口铸铁。
浇注过程中加入发热剂，发热剂加入量为30kg/支(每支模具扁锭的重量为4.91吨)，发热剂中铝的质量百分数为18％；吊包温度为1575℃、浇注温度为1552℃、锭身浇注时间为495s、冒口浇注时间为418s。浇注完成后，经190min空气自然冷却后，脱模，取出钢锭，单支锭重为4.91吨。
钢锭脱模后，经过加热均温，加热温度为1260℃，采用1100mm初轧机进行轧制，道次压下量为55mm，平立交替轧制，立轧5道次、平轧7道次，获得105mm(厚度)×585mm(宽度)×L的塑料模具扁钢。
将上述得到的塑料模具扁钢进行退火处理，退火的温度为780℃、退火的时间为4小时。
本发明实施例2制备的4Cr13塑料模具扁钢的成分为：0.40wt％的C；12.95wt％的Cr；0.21wt％的Ni；0.43wt％的Si；0.62wt％的Mn；0.005wt％的S；0.018wt％的P；余量为Fe。
将退火后的塑料模具扁钢进行钢锭切头尾和探伤(GB/T4162-2008《锻轧钢棒超声检测方法》)检测，检测结果为，本发明实施例2提供的方法制备的模具扁钢切除头尾后成材率为92.5％，探伤合格。
对本发明实施例2制备的模具扁钢进行显微组织检测，检测结果为，心部显微组织如图4所示，由图4可知，显微组织均匀细密、无探伤缺陷。
本发明提供了一种专用的钢锭模和浇注工艺，专门用于生产厚度为95～105mm、宽度规格为580～620mm厚规格模具扁钢。本发明通过采用特定设计的钢锭模以及与其配套的浇注工艺，制备得到的厚规格模具扁钢具有较好的成材率和探伤合格率。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：除渣装置及除渣方法