本發(fā)明屬于金屬材料生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種經(jīng)濟(jì)型塑料模具鋼板及制造方法。
背景技術(shù)：
：塑料模具是塑料成形加工過程的重要設(shè)備，制作塑料模具的最主要材料是塑料模具鋼。近年來，隨著我國塑料工業(yè)的迅速發(fā)展，塑料模具鋼的需求量越來越大，同時，為了提高模具的使用壽命、加工精度以及塑料制品的質(zhì)量，對模具鋼質(zhì)量的要求越來越高。傳統(tǒng)的塑料模具鋼多采用預(yù)硬化狀態(tài)供貨，即將熱加工后的塑料模具鋼模塊預(yù)先進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，使其達(dá)到最終使用的硬度范圍，可以避免模具加工完成后再進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理造成的變形、開裂等缺陷，但是也存在淬火裂紋敏感性高、生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)周期長的缺點。目前，研究一種低成本、生產(chǎn)周期短的塑料模具鋼成為新的研究熱點，并產(chǎn)生了一些相關(guān)專利及文獻(xiàn)?！兑环N經(jīng)濟(jì)型非調(diào)質(zhì)微合金化塑料模具鋼板及其制造方法》(201310654945.0)，該發(fā)明公開的內(nèi)容是通過轉(zhuǎn)爐冶煉、LF+RH精煉并澆注連鑄坯，連鑄坯經(jīng)加熱、控軋控冷、回火等工序，制得塑料模具鋼板，截面硬度為310-350HB。但不足之處在于，其成分中含有1.7％的Cr，會增加其生產(chǎn)成本?！兑环N非調(diào)質(zhì)的塑料模具鋼厚板生產(chǎn)工藝》(201110218086.1)該發(fā)明公開的內(nèi)容為采用轉(zhuǎn)爐冶煉、LF+RH精煉、澆注連鑄坯、加熱、軋制、軋后控冷、回火等工序，制得塑料模具鋼板，截面硬度為300-340HB。但不足之處在于，其成分中含有2.0％的Cr，同樣使其成本增加?！兑环N高韌性塑料模具鋼及其生產(chǎn)方法》(申請?zhí)枺?01310713051.4)該發(fā)明采用正火+回火的熱處理工藝來生產(chǎn)模具用鋼，產(chǎn)品硬度達(dá)到28-32HRC。但不足之處在于，其成分同樣含有較高的Cr、Mo等元素，且采用正火+回火的工藝，會進(jìn)一步增加其生產(chǎn)成本、延長生產(chǎn)周期?！兑环N預(yù)硬型塑料模具鋼及其制造方法》(申請?zhí)枺?01110209430.0)公開的內(nèi)容為冶煉之后采用模鑄澆注，并經(jīng)加熱、軋制、冷卻與回火等工序，獲得截面硬度在30-40HRC的鋼板。但不足之處在于采用模鑄延長鋼板的生產(chǎn)周期，且截面硬度最大差值達(dá)10HRC，不能滿足高端模具的使用要求。文獻(xiàn)“大截面非調(diào)質(zhì)塑料模具鋼組織對硬度均勻性的影響，《材料熱處理學(xué)報》，2008，第29卷，第4期”、“大截面非調(diào)質(zhì)和調(diào)質(zhì)預(yù)硬型塑料模具鋼的組織與性能比較，《機(jī)械工程材料》，2008，第32卷，增刊1”、“大塊非調(diào)質(zhì)預(yù)硬型塑料模具鋼的耐磨性能，《金屬熱處理》，2012，第37卷，第5期”報道了一種非調(diào)質(zhì)塑料模具鋼，該鋼含有較高的Cr、Mo等元素。文獻(xiàn)“P20M非調(diào)質(zhì)型塑料模具的研發(fā)，《機(jī)械工程材料》，2011，第35卷，增刊1”報道了一種低成 本的塑料模具鋼，通過冶煉、澆注鋼錠、開坯、精軋等工藝得最終產(chǎn)品，生產(chǎn)工藝復(fù)雜、生產(chǎn)周期長。對比以上發(fā)明及文獻(xiàn)可知，目前塑料模具鋼的生產(chǎn)主要存在以下不足。(1)鋼中合金元素偏高，增加塑料模具鋼板的生產(chǎn)成本。(2)生產(chǎn)工藝復(fù)雜，延長鋼板的生產(chǎn)周期，增加生產(chǎn)成本。(3)鋼板截面硬度最大差值偏大，不能滿足高端模具的使用要求。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服上述問題和不足而提供一種生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)周期短的塑料模具鋼板以及其制造方法。本發(fā)明的內(nèi)容是這樣實現(xiàn)的：一種經(jīng)濟(jì)型塑料模具鋼板，該鋼板的成分按重量百分比計如下：C：0.40％-0.50％,Si:0.40％-0.70％,Mn:1.10％-1.50％,Cr:0.60％-0.80％,Mo:0.10％-0.20％,B:0.001％-0.0012％,P<0.020％,S<0.015％,余量為Fe及不可避免雜質(zhì)。下面對本發(fā)明的經(jīng)濟(jì)型塑料模具鋼板中所含組分的作用及選擇范圍具體分析說明。C：提高鋼的硬度和強(qiáng)度最為有效的元素，固溶強(qiáng)化作用顯著，本發(fā)明將C的重量百分含量控制在0.40％-0.50％。Si：煉鋼脫氧的必要元素，在鋼中固溶能力較強(qiáng)，可以起到一定的強(qiáng)化作用，本發(fā)明將Si的重量百分含量控制在0.40％-0.70％。Mn：適量的Mn可以延緩鋼種鐵素體和珠光體轉(zhuǎn)變，大幅增加 鋼種淬透性，本發(fā)明將Mn的重量百分含量控制在1.0％-1.5％。Mo：鉬固溶于基體中強(qiáng)烈推遲鐵素體和珠光體轉(zhuǎn)變，有利于貝氏體組織的形成，本發(fā)明將Mo的重量百分含量控制在0.10％-0.20％。Cr：Cr是鋼中重要的強(qiáng)化元素之一。強(qiáng)烈推遲珠光體轉(zhuǎn)變，促進(jìn)貝氏體相變，提高鋼的硬度。Cr、Mo同時加入時效果更明顯，但Cr含量過高降低貝氏體轉(zhuǎn)變溫度，并增加碳當(dāng)量。本發(fā)明將Cr的重量百分含量控制在0.60％-0.80％。B：硼可以顯著提高鋼板淬透性；它和Mo復(fù)合加入有助于在很寬冷速范圍獲得貝氏體組織，但含量過高會形成碳化物，本發(fā)明將B的重量百分含量控制在選擇加入范圍為0.001％-0.0012％。一種經(jīng)濟(jì)型塑料模具鋼板的制造方法，包括冶煉、連鑄、加熱爐加熱、軋制、冷卻、熱處理，(1)冶煉：將上述成分的鋼進(jìn)行冶煉、連鑄后得到連鑄坯，LF和RH精煉爐處理大于10min，中包鋼水過熱度≦20℃，全程保護(hù)澆鑄；(2)加熱爐加熱：將(1)中所得鑄坯在加熱爐中進(jìn)行加熱，加熱溫度1150℃-1250℃，保溫時間大于2h；(3)軋制：將加熱完成的鑄坯進(jìn)行軋制，采用高溫、大壓下量的軋制方式，開軋溫度1080℃-1150℃，終軋溫度840℃-910℃，道次壓下率20％-35％；(4)冷卻：將軋制完成后的鋼板進(jìn)行水冷，開冷溫度750℃-800℃，返紅溫度500℃-550℃，水冷結(jié)束后空冷至室溫；(5)熱處理：將冷卻完成的鋼板在450℃-600℃進(jìn)行回火，保溫時間1.5-2.5min/mm。應(yīng)用本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明通過降低Cr、Mo等貴重金屬元素的含量降低原料成本，增加鋼中C、Mn元素的含量提高鋼的強(qiáng)度，同時，添加廉價的B元素提高鋼的淬透性。通過控軋控冷、回火等工藝，最終得到截面硬度均勻的塑料模具鋼板，其硬度值與塑料模具鋼3Cr2Mo相當(dāng)，最大截面硬度差在5HRC以內(nèi)。附圖說明圖1為本發(fā)明實施例1的顯微組織圖。具體實施方式下面通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。以下實施例僅為本發(fā)明的一些最優(yōu)實施方式，并不對前述發(fā)明范圍和技術(shù)手段有任何限制。本發(fā)明實施例根據(jù)技術(shù)方案的組分配比，進(jìn)行冶煉、連鑄、加熱爐加熱、軋制、冷卻、熱處理。本發(fā)明實施例鋼的成分見表1。本發(fā)明實施例鋼的鑄坯的加熱、軋制工藝參數(shù)見表2。本發(fā)明實施例鋼板的回火工藝及截面硬度值見表3。表1本發(fā)明實施例鋼的成分(wt％)CSiMnCrMoBPS實施例10.410.61.350.620.130.00110.0100.006實施例20.450.551.20.680.100.00120.0120.006實施例30.480.51.450.60.120.0010.0110.007實施例40.440.641.330.650.180.00110.0100.005實施例50.470.661.150.750.110.0010.0120.007表2本發(fā)明實施例鋼的鑄坯的加熱、軋制工藝參數(shù)表3本發(fā)明實施例鋼板回火工藝及截面硬度值回火溫度/℃保溫時間/min/mm鋼板截面硬度范圍/HRC實施例1550228-30實施例25002.529-31實施例34501.528-32實施例4480229-32實施例5520228-31當(dāng)前第1頁1 2 3