專利名稱：一種42Mn刀模具用寬鋼帶及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱軋鋼帶制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種42Mn刀模具用寬鋼帶及其制造方法。
背景技術(shù)：
GB/T 709-2006《熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差》將寬度不小于600mm的鋼帶定義為寬鋼帶。在刀模具行業(yè)，用于皮革、絲綢、紡織品、紙張、纖維板、橡膠、乳膠等制品切割下料的刀模具，通常使用30CrMo牌號窄鋼帶制作，工藝過程是將熱軋鋼帶分條后冷軋出帶刃口的毛坯，再經(jīng)熱處理而成。由于該鋼帶含有高Cr (0. 85% I. 10%)、Mo(0. 15% 0. 25%)等貴重金屬元素，刀模具行業(yè)生產(chǎn)成本較高；此外，窄鋼帶的表面氧化層厚，尺寸偏差大，并且窄鋼帶的寬度有限制，不便于下料，原料庫存量高，材料利用率低。隨著社會的發(fā)展，刀模具制造業(yè)對鋼帶的采購成本、寬幅、精度、性能和表面質(zhì)量提出了更高要求。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有狀況，本發(fā)明的目的在于提供板面寬、精度高、性能好、表面質(zhì)量優(yōu)、生產(chǎn)成本低的一種42Mn刀模具用寬鋼帶及其制造方法。本發(fā)明的總體思路是圍繞用戶需求而展開為了降低鋼帶售價必須首先降低熱軋鋼帶的生產(chǎn)成本，設(shè)計全新成分，減少或替代貴重金屬用量；為了確保產(chǎn)品使用性能，要求產(chǎn)品具有足夠的強度和硬度；為了方便刀模具的制造加工，要求鋼板具有板面寬、精度高、表面質(zhì)量優(yōu)、良好的加工性。本發(fā)明命名的42Mn刀模具用寬鋼帶，采用了 Mn-低Cr-Ti系的成分設(shè)計，不使用高含量Cr和Mo金屬元素，采用高精度的熱連軋機軋制，寬度在700mnT2000mm，便于下料分條剪切。軋制過程通過合理的控制軋制來保證鋼帶的組織為鐵素體加珠光體，使鋼帶有良好的淬透性，淬火回火后具有良好的強韌性。本發(fā)明所述一種42Mn刀模具用寬鋼帶，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分數(shù)為C0. 399T0. 46%, Mn 0. 80% 0. 95%, Si 0. 18% 0. 35%, Cr 0. 10% 0. 30%, Ti 0. 010% 0. 050%, P(0. 020%, S彡0. 010%, Alt 0. 010% 0. 050%,其余是鐵Fe和不可避免的雜質(zhì)元素。本發(fā)明所述一種42Mn刀模具用寬鋼帶,采用Mn-低Cr-Ti系的成分設(shè)計,理由是 (DC:本發(fā)明碳含量選擇在0. 399T0. 46%，主要考慮到碳是鋼鐵材料中最廉價、最有效
的強化元素，溶入基體中，能起到固溶強化作用，同時能在鋼中形成滲碳體和多種碳化物，起到析出強化作用，進一步提高鋼的強度；
(2)Si :本發(fā)明的硅含量在0. 189TO. 35%，Si主要以固溶強化形式來提高鋼材的強度，同時也是鋼中的脫氧元素，但含量過高，也會降低鋼材的塑韌性和焊接性，同時使鋼坯加熱后表面氧化鐵皮粘稠性增加，容易使鋼板表面出現(xiàn)麻點等表面問題；
(3)Mn :本發(fā)明的錳含量為0. 809T0. 95%，Mn是弱碳化物形成元素，它在冶煉中的作用是脫氧和消除硫的不利影響，還可以降低奧氏體轉(zhuǎn)變溫度，細化鐵素體晶粒，有利于提高鋼的強度和韌性。錳還能固溶于鐵素體，起到固溶強化作用，隨著Mn含量提高，鋼材的強度增大,但過高的Mn也將會降低鋼材的韌性和焊接性；
(4)Cr :本發(fā)明的鉻含量為0. 109T0. 30%，鉻是鋼中提高淬透性的元素，主要是與碳形成碳化物Cr7C3或Cr23C6，還能與碳形成復(fù)合碳化物，提高鋼的硬度和耐磨性；
(5)Ti :本發(fā)明的鈦含量為0. 0109T0. 050%, Ti是強碳化物和氮化物形成元素，起到細化晶粒提高強韌性的作用。鈦還是良好的脫氧劑，可以改善焊接性能；
(6)Alt :本發(fā)明的鋁含量為0. 0109T0. 050%, Al是主要的脫氧元素，能細化鋼的晶粒。這是由于鋁在鋼中和氮元素形成細小彌散分布的AlN化合物，起阻礙晶粒長大、細化晶粒作用。另外，鋁含量過高，會使鋼的焊接性變壞；
(7)鋼中的雜質(zhì)元素的上限控制為PS0. 020%, S^O. 010%,以提高鋼的純凈度，改善 鋼的塑韌性。一種專用于生產(chǎn)42Mn刀模具用寬鋼帶的制造方法，其生產(chǎn)工藝如下
(1)煉鋼工藝采用頂?shù)讖?fù)吹氧氣轉(zhuǎn)爐進行冶煉，鋼水再經(jīng)LF爐精煉處理，加入合金，使化學(xué)成分符合 C 0. 39% 0. 46%, Mn 0. 80% 0. 95%, Si 0. 18% 0. 35%, Cr 0. 10% 0. 30%, Ti0.0109^0.050%, P ^ 0. 020%, S ^ 0. 010%, Alt 0. 010% 0. 050%，鋼水成分達到上述目標要求后，喂鈣線400m 800m，軟吹氬時間5 10分鐘，精煉結(jié)束，將鋼水送到連鑄車間進行連鑄成板坯，中間包溫度1500°C 1525°C ；
(2)加熱工藝將板坯加熱到119(Tl250°C，加熱總時間按0.7 I. 0分鐘/mm控制；
(3)軋制工藝使用熱連軋機控制軋制被加熱的板坯，卷取成鋼帶，熱連軋終軋溫度范圍為850°C 920°C，卷取溫度范圍為640°C 720°C ；
(4)軋后冷卻工藝熱軋后的鋼帶采用集中堆放空冷。本發(fā)明的優(yōu)點在于采用了 Mn-低Cr-Ti系的成分設(shè)計，以錳、鉻、鈦、鋁作為合金元素，充分利用了細晶強化、固溶強化和析出強化機理，通過合理的控制軋制工藝，保證了鋼帶的晶粒均勻細化，組織為鐵素體加珠光體，制備的鋼帶經(jīng)過淬火和回火熱處理后具有高的強韌性；本發(fā)明的刀模具用寬鋼帶采用少量的Cr，不用貴重元素Mo的制造方法，節(jié)約了Cr、Mo貴金屬資源，降低了合金成本，實現(xiàn)了低成本生產(chǎn)；本發(fā)明的刀模具用寬鋼帶使用熱連軋機生產(chǎn)，鋼帶厚度精度高，同板差小，表面質(zhì)量好，寬度為700 mm 2000mm，刀模具廠可以通過切割分條成各種刀模具所需的寬度規(guī)格，生產(chǎn)便利，減少了的原料庫存量，滿足了刀模具行業(yè)對新材料的要求。
具體實施例方式下列實施例中的鋼帶均為本發(fā)明所設(shè)計的化學(xué)成分、煉鋼工藝和熱軋工藝所制備。實施例I :
本實施例的42Mn刀模具用寬鋼帶，制造工藝如下
(I)煉鋼工藝采用頂?shù)讖?fù)吹氧氣轉(zhuǎn)爐進行冶煉，鋼水再經(jīng)LF爐精煉處理，加入合金，鋼水成分達到本發(fā)明設(shè)計要求后，喂鈣線680m，軟吹氬時間5分鐘，精煉結(jié)束，將鋼水送到連鑄車間進行連鑄成板坯，中間包溫度1500°C 1525°C。取樣化驗，板坯成分按質(zhì)量百分數(shù)為C 0. 39%, Mn 0. 95%, Si 0. 35%, Cr 0. 30%, Ti 0. 045%, P 0. 016%, S 0. 006%, Alt0. 035%，其余是鐵Fe和不可避免的雜質(zhì)元素；
(2)、加熱工藝將板坯加熱到1250°C，加熱總時間按0.7分鐘/mm控制；
(3)、軋制工藝鋼帶的目標厚度為2.3mm、寬度為700mm，使用熱連軋機控制軋制被加熱的板坯，尺寸精度控制厚度允許偏差+0. 10 -0. IOmm,寬度允許偏差0 +20mm，卷取成鋼帶。熱連軋終軋溫度范圍為920°C，卷取溫度范圍為720°C ；
(4)、軋后冷卻工藝熱軋后的鋼帶采用集中堆放空冷。實施例2:
本實施例的42Mn刀模具用寬鋼帶，制造工藝如下
(1)煉鋼工藝采用頂?shù)讖?fù)吹氧氣轉(zhuǎn)爐進行冶煉，鋼水再經(jīng)LF爐精煉處理，加入合金，鋼水成分達到本發(fā)明設(shè)計要求后，喂鈣線720m，軟吹氬時間6分鐘，精煉結(jié)束，將鋼水送到 連鑄車間進行連鑄成板坯，中間包溫度1500°C 1525°C。取樣化驗，板坯成分按質(zhì)量百分數(shù)為C 0. 41%, Mn 0. 85%, Si 0. 32%, Cr 0. 22%, Ti 0. 050%, P 0. 020%, S 0. 004%, Alt0. 010%，其余是鐵Fe和不可避免的雜質(zhì)元素；
(2)、加熱工藝將板坯加熱到1230°C，加熱總時間按0.8分鐘/mm控制；
(3)、軋制工藝鋼帶的目標厚度為3.Omm,寬度為1050mm,使用熱連軋機控制軋制被加熱的板坯，尺寸精度控制厚度允許偏差+0. 10 -0. IOmm,寬度允許偏差0 +20mm，卷取成鋼帶。熱連軋終軋溫度范圍為910°C，卷取溫度范圍為700°C ；
(4)、軋后冷卻工藝熱軋后的鋼帶采用集中堆放空冷。實施例3:
本實施例的制造工藝如下
(1)煉鋼工藝采用頂?shù)讖?fù)吹氧氣轉(zhuǎn)爐進行冶煉，鋼水再經(jīng)LF爐精煉處理，加入合金，鋼水成分達到本發(fā)明設(shè)計要求后，喂鈣線650m，軟吹氬時間8分鐘，精煉結(jié)束，將鋼水送到連鑄車間進行連鑄成板坯，中間包溫度1500°C 1525°C。取樣化驗，板坯成分按質(zhì)量百分數(shù)為C 0. 46%, Mn 0. 80%, Si 0. 18%, Cr 0. 10%, Ti 0. 010%, P 0. 020%, S 0. 010%, Alt0. 010%，其余是鐵Fe和不可避免的雜質(zhì)元素；
(2)、加熱工藝將板坯加熱到1220°C，加熱總時間按0.9分鐘/mm控制；
(3)、軋制工藝鋼帶的目標厚度為3.5mm，寬度為1220mm，使用熱連軋機控制軋制被加熱的板坯，尺寸精度控制厚度允許偏差+0. 10 -0. IOmm,寬度允許偏差0 +20mm，卷取成鋼帶。熱連軋終軋溫度范圍為880°C，卷取溫度范圍為680°C ；
(4)、軋后冷卻工藝熱軋后的鋼帶采用集中堆放空冷。實施例4:
本實施例的制造工藝如下
(1)煉鋼工藝采用頂?shù)讖?fù)吹氧氣轉(zhuǎn)爐進行冶煉，鋼水再經(jīng)LF爐精煉處理，加入合金，鋼水成分達到本發(fā)明設(shè)計要求后，喂鈣線800m，軟吹氬時間9分鐘，精煉結(jié)束，將鋼水送到連鑄車間進行連鑄成板坯，中間包溫度1500°C 1525°C。取樣化驗，板坯成分按質(zhì)量百分數(shù)為C 0. 45%, Mn 0. 85%, Si 0. 20%, Cr 0. 20%, Ti 0. 012%, P 0. 015%, S 0. 008%, Alt0. 050%，其余是鐵Fe和不可避免的雜質(zhì)元素；
(2)、加熱工藝將板坯加熱到1200°C，加熱總時間按I.0分鐘/mm控制；
(3)、軋制工藝鋼帶的目標厚度為4.Omm,寬度為1500mm,使用熱連軋機控制軋制被加熱的板坯，尺寸精度控制厚度允許偏差+0. 12 -0. 12mm,寬度允許偏差0 +20mm，卷取成鋼帶。熱連軋終軋溫度范圍為890°C，卷取溫度范圍為680°C ；
(4)、軋后冷卻工藝熱軋后的鋼帶采用集中堆放空冷。實施例5
本實施例的制造工藝如下
(1)煉鋼工藝采用頂?shù)讖?fù)吹氧氣轉(zhuǎn)爐進行冶煉，鋼水再經(jīng)LF爐精煉處理，加入合金，鋼水成分達到本發(fā)明設(shè)計要求后，喂鈣線500m，軟吹氬時間10分鐘，精煉結(jié)束，將鋼水送到連鑄車間進行連鑄成板坯，中間包溫度1500°C 1525°C。取樣化驗，板坯成分按質(zhì)量百分數(shù)為C 0. 43%, Mn 0. 80%, Si 0. 30%, Cr 0. 23%, Ti 0. 019%, P 0. 010%, S 0. 006%, Alt
0.030%，其余是鐵Fe和不可避免的雜質(zhì)元素；
(2)、加熱工藝將板坯加熱到1190°C，加熱總時間按I.0分鐘/mm控制；
(3)、軋制工藝鋼帶的目標厚度為4.5mm,寬度為2000mm,使用熱連軋機控制軋制被加熱的板坯，尺寸精度控制厚度允許偏差+0. 12 -0. 12mm,寬度允許偏差0 +20mm，卷取成鋼帶。熱連軋終軋溫度范圍為850°C，卷取溫度范圍為640°C ；
(4)、軋后冷卻工藝熱軋后的鋼帶采用集中堆放空冷。分別對實施例I 5的42Mn寬鋼帶取樣，對其組織、力學(xué)性能進行測試，測試結(jié)果見表I :
表I 42Mn寬鋼帶力學(xué)性能和組織
權(quán)利要求
1.一種42Mn刀模具用寬鋼帶，其特征在于，化學(xué)成分按質(zhì)量百分數(shù)為C.0. 399T0. 46%, Mn 0. 80% 0. 95%, Si 0. 18% 0. 35%, Cr 0. 10% 0. 30%, Ti 0. 010% 0. 050%, P(0. 020%, S彡0. 010%, Alt 0. 010% 0. 050%，其余是鐵Fe和不可避免的雜質(zhì)元素。
2.一種專用于生產(chǎn)權(quán)利要求I所述的42Mn刀模具用寬鋼帶的制造方法，其生產(chǎn)工藝如下 (1)煉鋼工藝采用頂?shù)讖?fù)吹氧氣轉(zhuǎn)爐進行冶煉，鋼水再經(jīng)LF爐精煉處理，加入合金，使化學(xué)成分符合 C 0. 39% 0. 46%, Mn 0. 80% 0. 95%, Si 0. 18% 0. 35%, Cr 0. 10% 0. 30%, Ti.0.0109^0.050%, P ^ 0. 020%, S ^ 0. 010%, Alt 0. 010% 0. 050%，鋼水成分達到上述目標要求后，喂鈣線400m 800m，軟吹氬時間5 10分鐘，精煉結(jié)束，將鋼水送到連鑄車間進行連鑄成板坯，中間包溫度1500°C 1525°C ； (2)加熱工藝將板坯加熱到119(Tl250°C，加熱總時間按0.7 I. 0分鐘/mm控制； (3)軋制工藝使用熱連軋機控制軋制被加熱的板坯，卷取成鋼帶，熱連軋終軋溫度范圍為850°C 920°C，卷取溫度范圍為640°C 720°C ； (4)軋后冷卻工藝熱軋后的鋼帶采用集中堆放空冷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種42Mn刀模具用寬鋼帶及其制造方法。其化學(xué)成分按質(zhì)量百分數(shù)為C0.39%~0.46%，Mn0.80%~0.95%，Si0.18%~0.35%，Cr0.10%~0.30%，Ti0.010%~0.050%，P≤0.020%，S≤0.010%，Alt0.010%~0.050%，其余是鐵Fe和不可避免的雜質(zhì)元素。本發(fā)明煉鋼工藝采用頂?shù)讖?fù)吹氧氣轉(zhuǎn)爐進行冶煉，鋼水再經(jīng)LF爐精煉處理后，將鋼水送到連鑄車間進行連鑄成板坯；加熱工藝將板坯加熱到1190~1250℃，加熱總時間按0.7~1.0分鐘/mm控制；軋制工藝使用熱連軋機控制軋制被加熱的板坯，卷取成鋼帶，熱連軋終軋溫度范圍為850℃～920℃，卷取溫度范圍為640℃～720℃。本發(fā)明生產(chǎn)的42Mn牌號寬鋼帶替代30CrMo牌號窄鋼帶供刀模具廠制造刀模具，滿足了刀模具制造業(yè)對鋼帶的采購成本、寬幅、精度、性能和表面質(zhì)量要求。
文檔編號C22C38/28GK102719756SQ201210253770
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月23日
發(fā)明者冷光榮, 劉志芳, 呂瑞國, 唐小勇, 管興偉, 趙和明, 鄒錦忠 申請人:新余鋼鐵集團有限公司