本發明屬于金屬材料生產領域，尤其涉及一種經濟型塑料模具鋼板及制造方法。

　　背景技術：

　　：塑料模具是塑料成形加工過程的重要設備，制作塑料模具的最主要材料是塑料模具鋼。近年來，隨著我國塑料工業的迅速發展，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量，對模具鋼質量的要求越來越高。傳統的塑料模具鋼多采用預硬化狀態供貨，即將熱加工后的塑料模具鋼模塊預先進行調質處理，使其達到最終使用的硬度范圍，可以避免模具加工完成后再進行調質處理造成的變形、開裂等缺陷，但是也存在淬火裂紋敏感性高、生產成本高、生產周期長的缺點。目前，研究一種低成本、生產周期短的塑料模具鋼成為新的研究熱點，并產生了一些相關專利及文獻。《一種經濟型非調質微合金化塑料模具鋼板及其制造方法》(201310654945.0)，該發明公開的內容是通過轉爐冶煉、LF+RH精煉并澆注連鑄坯，連鑄坯經加熱、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，會增加其生產成本。《一種非調質的塑料模具鋼厚板生產工藝》(201110218086.1)該發明公開的內容為采用轉爐冶煉、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。《一種高韌性塑料模具鋼及其生產方法》(申請號：201310713051.4)該發明采用正火+回火的熱處理工藝來生產模具用鋼，產品硬度達到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，會進一步增加其生產成本、延長生產周期。《一種預硬型塑料模具鋼及其制造方法》(申請號：201110209430.0)公開的內容為冶煉之后采用模鑄澆注，并經加熱、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周期，且截面硬度最大差值達10HRC，不能滿足高端模具的使用要求。文獻“大截面非調質塑料模具鋼組織對硬度均勻性的影響，《材料熱處理學報》，2008，第29卷，第4期”、“大截面非調質和調質預硬型塑料模具鋼的組織與性能比較，《機械工程材料》，2008，第32卷，增刊1”、“大塊非調質預硬型塑料模具鋼的耐磨性能，《金屬熱處理》，2012，第37卷，第5期”報道了一種非調質塑料模具鋼，該鋼含有較高的Cr、Mo等元素。文獻“P20M非調質型塑料模具的研發，《機械工程材料》，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品，生產工藝復雜、生產周期長。對比以上發明及文獻可知，目前塑料模具鋼的生產主要存在以下不足。(1)鋼中合金元素偏高，增加塑料模具鋼板的生產成本。(2)生產工藝復雜，延長鋼板的生產周期，增加生產成本。(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。技術實現要素：本發明的目的在于克服上述問題和不足而提供一種生產成本低、生產周期短的塑料模具鋼板以及其制造方法。本發明的內容是這樣實現的：一種經濟型塑料模具鋼板，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。下面對本發明的經濟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：提高鋼的硬度和強度最為有效的元素，固溶強化作用顯著，本發明將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，可以起到一定的強化作用，本發明將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變，大幅增加 鋼種淬透性，本發明將Mn的重量百分含量控制在1.0％-1.5％。Mo：鉬固溶于基體中強烈推遲鐵素體和珠光體轉變，有利于貝氏體組織的形成，本發明將Mo的重量百分含量控制在0.10％-0.20％。Cr：Cr是鋼中重要的強化元素之一。強烈推遲珠光體轉變，促進貝氏體相變，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變溫度，并增加碳當量。本發明將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％。一種經濟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℃，全程保護澆鑄；(2)加熱爐加熱：將(1)中所得鑄坯在加熱爐中進行加熱，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行水冷，開冷溫度750℃-800℃，返紅溫度500℃-550℃，水冷結束后空冷至室溫；(5)熱處理：將冷卻完成的鋼板在450℃-600℃進行回火，保溫時間1.5-2.5min/mm。應用本發明的有益效果在于：本發明通過降低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，最大截面硬度差在5HRC以內。附圖說明圖1為本發明實施例1的顯微組織圖。具體實施方式下面通過實施例對本發明作進一步的說明。以下實施例僅為本發明的一些最優實施方式，并不對前述發明范圍和技術手段有任何限制。本發明實施例根據技術方案的組分配比，進行冶煉、連鑄、加熱爐加熱、軋制、冷卻、熱處理。本發明實施例鋼的成分見表1。本發明實施例鋼的鑄坯的加熱、軋制工藝參數見表2。本發明實施例鋼板的回火工藝及截面硬度值見表3。表1本發明實施例鋼的成分(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本發明實施例鋼的鑄坯的加熱、軋制工藝參數表3本發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當前第1頁1 2 3 

　　技術特征：

　　1.一種經濟型塑料模具鋼板，其特征在于，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。

　　2.一種權利要求1所述的經濟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，其特征在于：

　　(1)冶煉：將上述成分的鋼進行冶煉、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℃，全程保護澆鑄；

　　(2)加熱爐加熱：將(1)中所得鑄坯在加熱爐中進行加熱，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行軋制，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行水冷，開冷溫度750℃-800℃，返紅溫度500℃-550℃，水冷結束后空冷至室溫；

　　(5)熱處理：將冷卻完成的鋼板在450℃-600℃進行回火，保溫時間1.5-2.5min/mm。

　　技術總結

　　本發明提供了一種經濟型塑料模具鋼板及制造方法，該鋼板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。制造方法：冶煉、連鑄、加熱爐加熱、軋制、冷卻、熱處理，鑄坯開軋溫度1080-1150℃，終軋溫度840-910℃；軋制完成后水冷，開冷溫度750-800℃，返紅溫度500-550℃，水冷結束后空冷至室溫；冷卻后鋼板450-600℃回火，保溫時間1.5-2.5min/mm。本發明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，最大截面硬度差在5HRC以內。

　　技術研發人員：李廣龍;趙坦;范劉群;原思宇;李文斌;郭曉波;王勇;李黎明;李衛東

　　受保護的技術使用者：鞍鋼股份有限公司

　　文檔號碼：201510870739

　　技術研發日：2015.12.02

　　技術公布日：2017.06.09