本發明屬于冶金技術領域，具體涉及一種預硬化塑料模具鋼板及其tmcp生產方法。

　　背景技術：

　　塑料模具鋼作為制造塑料、橡膠制品的模具材料，廣泛應用于電子通訊設備、家用電器、生活用具、汽車摩托車等各類行業。yb/t107冶金部塑料模具鋼板標準中給出了sm3cr2mo，sm3cr2ni1mo兩個常用牌號的化學成分，分別對應美國astmp20和瑞典718塑料模具鋼。一般都以預硬化態交貨，硬度控制在28-38hrc之間。

　　一般來說，預硬化塑料模具鋼都是通過調質或者tmcp（熱機械軋制）軋制后進行回火熱處理的方法生產的。調質工藝先淬火，之后進行高溫回火，工藝最復雜；tmcp+回火熱處理相比調質工藝省略了淬火工序，相對來說工序更簡單，但仍存在生產成本高、工序復雜、時間長的問題。

　　本發明提供了一種直接用tmcp生產預硬化塑料模具鋼的方法，軋制后不進行回火熱處理，具有工序簡單，生產成本低的特點。

　　技術實現要素：

　　本發明要解決的技術問題是提供一種預硬化塑料模具鋼板；本發明還提供了一種預硬化塑料模具鋼板的tmcp生產方法。本發明具有工序簡單、不添加ni、nb、ti、v等貴重合金元素，成本低的優點。

　　為解決上述技術問題，本發明采取的技術方案是：一種預硬化塑料模具鋼板，所述鋼板化學成分組成及其質量百分含量為：c：0.40～0.46%，mn：0.80～1.10%，si：0.80～1.10%，s≤0.015%，p≤0.020%，cr：0.80～1.10%，mo≤0.25%，al：0.015～0.040%，其余為鐵和不可避免的雜質。

　　本發明所述鋼板厚度規格為15≤h≤100mm，h為鋼板厚度。

　　本發明所述鋼板硬度在28～34hrc之間，同一塊鋼板硬度偏差≤3hrc。

　　本發明還提供一種上述預硬化塑料模具鋼板的tmcp生產方法，所述方法為連鑄坯經過軋制和冷卻工序，得到鋼板；所述軋制工序采用tmcp軋制方法；所述冷卻工序視鋼板厚度采用空冷和水冷兩種方式。

　　本發明所述連鑄坯經過轉爐冶煉或電弧爐冶、lf爐精煉、rh真空精煉或vd真空處理或cas-ob真空精煉、連鑄工序得到。所述的轉爐冶煉也可由電弧爐冶煉提供初煉鋼水，rh真空精煉可采用vd真空處理、cas-ob等真空精煉進行脫氣處理，目的是降低鋼水中的氣體含量，特別是h含量；用于轉爐冶煉的鐵水視s含量高低可采用鐵水預處理，確保入轉爐鐵水硫含量在0.050%以下；本發明方法所述的連鑄板坯工序，采用水冷結晶器獲得連續鑄造的板坯，加熱至一定溫度后作為后續tmcp軋制的原料，鋼水冶煉、lf精煉、真空處理和連鑄板坯均屬鋼鐵行業的通用技術。

　　本發明所述軋制工序，采用tmcp軋制，加熱溫度1150～1260℃，終軋溫度820～900℃。

　　本發明所述冷卻工序，視鋼板厚度采用空冷和水冷兩種方式，對于厚度h＜30mm的鋼板采用空冷。

　　本發明所述冷卻工序，視鋼板厚度采用空冷和水冷兩種方式，30mm≤h＜50mm厚度的鋼板采用水冷的方式，冷卻后鋼板返紅溫度為600～650℃。

　　本發明所述冷卻工序，視鋼板厚度采用空冷和水冷兩種方式，50mm≤h＜80mm厚度的鋼板采用水冷的方式，冷卻后鋼板返紅溫度為550～600℃。

　　本發明所述冷卻工序，視鋼板厚度采用空冷和水冷兩種方式，80mm≤h≤100mm厚度的鋼板采用水冷的方式，冷卻后鋼板返紅溫度為500～550℃。

　　tmcp法生產所述的預硬化塑料模具鋼的關鍵是控制軋制后的冷卻返紅溫度，冷卻至室溫后，不進行回火熱處理，檢測硬度，硬度值在28-34hrc之間，同一張鋼板硬度差值≤3hrc，可以滿足預硬化塑料模具鋼的使用要求。

　　本發明預硬化塑料模具鋼檢測方法參考gb/t230.1。

　　采用上述技術方案所產生的有益效果在于：1、本發明通過高硅的成分設計，可以增強模具鋼的耐熱腐蝕性。2、本發明mn/cr比和si/cr比均控制在0.70-1.40之間，確保淬透性。3、本發明mo含量低于0.25%，不添加ni、nb、ti、v等貴重合金元素，有效地降低了生產成本。4、本發明通過控制軋制后冷卻返紅溫度，不進行回火熱處理，可以獲得28-34hrc之間的均勻硬度。5、本發明方法具有生產工藝簡單、化學成分設計合理、產品性能優良的特點。

　　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。

　　實施例1

　　本實施例厚度規格為15mm的預硬化塑料模具鋼板化學成分組成及其質量百分含量為：c：0.40%，mn：0.80%，s：0.015%，p：0.010%，si：0.80%，al：0.015%，cr：0.80%，mo：0.10%，其余為鐵和不可避免的雜質；mn/cr和si/cr比為1。

　　生產方法包括轉爐冶煉、lf爐精煉、rh真空精煉、連鑄、軋制和冷卻工序，具體工藝步驟如下所述：

　　（1）軋制工序：經轉爐冶煉、lf爐精煉、rh真空精煉、連鑄工序得到的連鑄坯采用tmcp軋制，軋制前加熱溫度1260℃，高壓水除鱗，軋至15mm厚度，終軋溫度為850℃；

　　（2）冷卻工序：采用空冷冷卻。

　　冷卻至室溫后不進行回火熱處理，檢驗鋼板硬度為31～33hrc，符合預硬化塑料模具鋼的要求。

　　實施例2

　　本實施例厚度規格為30mm的預硬化塑料模具鋼板化學成分組成及其質量百分含量為：c：0.42%，mn：0.80%，s：0.010%，p：0.020%，si：1.10%，al：0.015%，cr：0.80%，mo：0.20%，其余為鐵和不可避免的雜質；mn/cr和si/cr比分別為1和1.38。

　　生產方法包括轉爐冶煉、lf爐精煉、rh真空精煉、連鑄、軋制和冷卻工序，具體工藝步驟如下所述：

　　（1）軋制工序：經轉爐冶煉、lf爐精煉、rh真空精煉、連鑄工序得到的連鑄坯采用tmcp軋制，軋制前加熱溫度1240℃，高壓水除鱗，軋至30mm厚度，終軋溫度為820℃；

　　（2）冷卻工序：采用水冷冷卻，水冷后返紅溫度控制在650℃。

　　冷卻至室溫后不進行回火熱處理，檢驗鋼板硬度為30～32hrc，符合預硬化塑料模具鋼的要求。

　　實施例3

　　本實施例厚度規格為50mm的預硬化塑料模具鋼板化學成分組成及其質量百分含量為：c：0.42%，mn：0.90%，s：0.009%，p：0.018%，si：1.00%，al：0.015%，cr：0.95%，mo：0.20%，其余為鐵和不可避免的雜質；mn/cr和si/cr比分別為0.95和1.05。

　　生產方法包括轉爐冶煉、lf爐精煉、rh真空精煉、連鑄、軋制和冷卻工序，具體工藝步驟如下所述：

　　（1）軋制工序：經轉爐冶煉、lf爐精煉、rh真空精煉、連鑄工序得到的連鑄坯采用tmcp軋制，軋制前加熱溫度1220℃，高壓水除鱗，軋至50mm厚度，終軋溫度為840℃；

　　（2）冷卻工序：采用水冷冷卻，水冷后返紅溫度控制在600℃。

　　冷卻至室溫后不進行回火熱處理，檢驗鋼板硬度為29～32hrc，符合預硬化塑料模具鋼的要求。

　　實施例4

　　本實施例厚度規格為80mm的預硬化塑料模具鋼板化學成分組成及其質量百分含量為：c：0.44%，mn：1.00%，s：0.010%，p：0.020%，si：1.10%，al：0.015%，cr：1.00%，mo：0.22%，其余為鐵和不可避免的雜質；mn/cr和si/cr比分別為1和1.1。

　　生產方法包括轉爐冶煉、lf爐精煉、rh真空精煉、連鑄、軋制和冷卻工序，具體工藝步驟如下所述：

　　（1）軋制工序：經轉爐冶煉、lf爐精煉、rh真空精煉、連鑄工序得到的連鑄坯采用tmcp軋制，軋制前加熱溫度1260℃，高壓水除鱗，軋至80mm厚度，終軋溫度為880℃；

　　（2）冷卻工序：采用水冷冷卻，水冷后返紅溫度控制在550℃。

　　冷卻至室溫后不進行回火熱處理，檢驗鋼板硬度為28～31hrc，符合預硬化塑料模具鋼的要求。

　　實施例5

　　本實施例厚度規格為100mm的預硬化塑料模具鋼板化學成分組成及其質量百分含量為：c：0.46%，mn：1.10%，s：0.008%，p：0.015%，si：0.80%，al：0.015%，cr：1.1%，mo：0.25%，其余為鐵和不可避免的雜質；mn/cr和si/cr比分別為1和0.73。

　　生產方法包括轉爐冶煉、lf爐精煉、rh真空精煉、連鑄、軋制和冷卻工序，具體工藝步驟如下所述：

　　（1）軋制工序：經轉爐冶煉、lf爐精煉、rh真空精煉、連鑄工序得到的連鑄坯采用tmcp軋制，軋制前加熱溫度1150℃，高壓水除鱗，軋至100mm厚度，終軋溫度為900℃；

　　（2）冷卻工序：采用水冷冷卻，水冷后返紅溫度控制在500℃。

　　冷卻至室溫后不進行回火熱處理，檢驗鋼板硬度為29～32hrc，符合預硬化塑料模具鋼的要求。

　　實施例6

　　本實施例厚度規格為40mm的預硬化塑料模具鋼板化學成分組成及其質量百分含量為：c：0.44%，mn：1.00%，s：0.008%，p：0.015%，si：0.80%，al：0.040%，cr：1.1%，mo：0.25%，其余為鐵和不可避免的雜質；mn/cr和si/cr比分別為0.91和0.73。

　　生產方法包括轉爐冶煉、lf爐精煉、vd真空處理、連鑄、軋制和冷卻工序，具體工藝步驟如下所述：

　　（1）軋制工序：經轉爐冶煉、lf爐精煉、vd真空處理、連鑄工序得到的連鑄坯采用tmcp軋制，軋制前加熱溫度1180℃，高壓水除鱗，軋至40mm厚度，終軋溫度為870℃；

　　（2）冷卻工序：采用水冷冷卻，水冷后返紅溫度控制在600℃。

　　冷卻至室溫后不進行回火熱處理，檢驗鋼板硬度為28～30hrc，符合預硬化塑料模具鋼的要求。

　　實施例7

　　本實施例厚度規格為70mm的預硬化塑料模具鋼板化學成分組成及其質量百分含量為：c：0.41%，mn：0.90%，s：0.008%，p：0.015%，si：1.10%，al：0.015%，cr：0.80%，mo：0.18%，其余為鐵和不可避免的雜質；mn/cr和si/cr比分別為0.82和1.38。

　　生產方法包括電弧爐冶煉、lf爐精煉、cas-ob真空精煉、連鑄、軋制和冷卻工序，具體工藝步驟如下所述：

　　（1）軋制工序：經電弧爐冶煉、lf爐精煉、cas-ob真空精煉、連鑄工序得到的連鑄坯采用tmcp軋制，軋制前加熱溫度1210℃，高壓水除鱗，軋至70mm厚度，終軋溫度為890℃；

　　（2）冷卻工序：采用水冷冷卻，水冷后返紅溫度控制在550℃。

　　冷卻至室溫后不進行回火熱處理，檢驗鋼板硬度為31～34hrc，符合預硬化塑料模具鋼的要求。

　　以上實施例僅用以說明而非限制本發明的技術方案，盡管參照上述實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發明進行修改或者等同替換，而不脫離本發明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。

　　技術特征：

　　技術總結

　　本發明公開了一種預硬化塑料模具鋼板及其TMCP生產方法，所述鋼板化學成分組成及其質量百分含量為：C：0.40～0.46%，Mn：0.80～1.10%，Si：0.80～1.10%，S≤0.015%，P≤0.020%，Cr：0.80～1.10%，Mo≤0.25%，Al：0.015～0.040%，其余為鐵和不可避免的雜質；所述生產方法包括軋制和冷卻工序。本發明Mo含量低于0.25%，不添加Ni、Nb、Ti、V等貴重合金元素，有效地降低了生產成本；通過控制軋制后冷卻返紅溫度，不進行回火熱處理，可以獲得28?34HRC之間的均勻硬度；具有生產工藝簡單、化學成分設計合理、產品性能優良的特點。

　　技術研發人員：任樹洋;秦坤;尹紹江;王云閣;李行;孟慶勇;鄭文超;王重君;侯蕾

　　受保護的技術使用者：唐山鋼鐵集團有限責任公司;河鋼股份有限公司唐山分公司

　　技術研發日：2017.07.19

　　技術公布日：2018.01.09