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介绍一下P20模具钢的锻造工艺
来源:
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作者:
东启特钢
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发布时间:
2021-03-02
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介绍一下P20模具钢的锻造工艺
介绍一下P20模具钢的锻造工艺
P20
模具钢
是美国等级,是预硬化塑料模具钢的一种,相当于中国等级3Cr2Mo。P20模具钢淬透性高、综合力学性能好、硬度均匀、抛光性能好,最适合制造形状复杂的大中型精密模具,在世界范围内得到了广泛应用。
结合设备情况及钢种特点,生产工艺流程如下:铁水→脱硫→转炉→吹氩→LF炉→ RH炉→连铸→热送→加热→脱磷→轧制→矫直、冷床风冷→剪切、表面检验→探伤→回火→检验、标记、入库。锻造P20模具钢时注意以下几点:
1.炼钢过程控制
1)严格控制杂质含量。模具钢中的夹杂物,尤其是硬脆夹杂物,会严重降低钢的抛光性能。钢中硫含量的增加会增加其腐蚀不均匀性,直接影响塑料模具表面图案的蚀刻性能,因此钢中硫含量应控制在0.01%以下。
2)控制氢气和氮气的含量。在钢从液相转变为固相以及随后的冷却过程中,氮和氢的溶解度急剧下降。除了凝固时的偏析,残余的氮气和氢气会超过溶解度极限,析出气体,容易产生气孔。这些气孔破坏了钢材的连续性,降低了探伤合格率。此外,钢中的碳在高温下与高压氢气反应生成甲烷,其压力也会促使裂纹产生,也会降低探伤合格率。
3)控制中心隔离。合金模具钢含碳量和合金量高,导热性差。在板坯凝固过程中,柱状晶发展,容易形成中心偏析。钢板切割时,中心偏析部分由于热淬火而发生结构转变,在热应力和结构应力的共同作用下,容易沿中心偏析部分开裂。此外,中心偏析导致模具性能波动,容易出现模具加工过程中抛光质量差、变形大的问题,最终导致模具无法满足用户的要求。
针对上述控制要求,我们采取了以下控制措施:保证助焊剂和辅料干燥;氧枪、烟罩、LF炉无漏水现象;Rh真空处理时间不小于25 min,软吹时间不小于8min;;采用保护浇注,中间包钢水过热度控制在30℃以内;确保连铸机设备状况良好,采用轻压下技术。
2.轧钢过程控制
1)加热
连铸坯采用热送热装,含碳量和合金量高,导热性能差。加热时,应控制加热温度和时间,避免钢坯断裂和脱碳。
板坯加热温度要求如下:预热段不超过800℃,第一加热段1050 ~ 1150℃,第二加热段1200 ~ 1240℃,均热段1200 ~ 1260℃,加热时间至少控制在1 min/mm。
2)轧制和冷却
钢板应在不低于1050℃的起始温度和不低于950℃的终轧温度下用立式辊轧制,轧制后空冷。为保证钢板的平直度,前两道次应适当降低压下量,后两道次应适当降低浇铸速度,轧制后矫直1 ~ 3道次的矫直温度不应低于450℃。锰、铬、钼等合金元素的加入扩大了奥氏体区,降低了Bs点,提高了过冷奥氏体的稳定性,延缓了其转变,但延迟珠光体转变的效果远大于延迟贝氏体转变,导致珠光体和贝氏体转变曲线的分离,使贝氏体转变更加突出,从而大大提高了贝氏体的淬透性,即使在空冷状态下也能获得全断面贝氏体组织。
由于该钢种热应力敏感性高,钢板应堆放冷却或放入箱内缓冷48 h以上。
3.热处理和检验
轧制钢板断面洛氏硬度试验结果见表2。对轧制钢板的金相组织进行了测试。轧制钢板基体的金相组织为粒状贝氏体,中心偏析区为带状组织。由于合金元素偏析,中心的带状组织难以刻蚀,呈现白色和明亮的颜色。
对轧制钢板的回火工艺进行了试验。回火温度为520℃、540℃、560℃、580℃和600℃,回火时间为2 h。回火后,测试钢板的洛氏硬度。在520 ~ 600℃回火时,钢板的洛氏硬度降低,而在560 ~ 600℃回火时,钢板的硬度值相同。检验了回火钢板的金相组织,显微组织为回火贝氏体。因此,回火温度范围为560 ~ 600℃。
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