本發(fā)明屬于金屬材料加工領(lǐng)域，特別涉及一種厚度＞400mm的碳素模具鋼板的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

以45#、50#鋼為代表的碳素模具鋼可以用來制造生產(chǎn)尺寸精度及表面粗糙度要求不高的塑料成形模具、模架、頂柱及一些其它的零件，隨著市場對碳素模具鋼的要求越來越苛刻，對厚度200mm以上規(guī)格的需求量越來越大。

生產(chǎn)特厚鋼板的方法主要有連鑄坯直接軋制、鑄錠法、單向凝固法。目前，碳素模具鋼板的生產(chǎn)主要采用連鑄坯直接軋制的方法進行。但由于受連鑄坯原始厚度以及壓縮比的限制，生產(chǎn)的最大厚度僅為300mm，且其探傷合格率級成材率很低。因此，近年來主要在利用真空復(fù)合疊軋生產(chǎn)鋼板方面進行了一些探索。

公開號CN 101439348A提供的“一種生產(chǎn)特厚板的工藝方法”，采用坯塊切割定尺、機械整坯、清潔、真空焊接、加熱、軋制等過程生產(chǎn)特厚鋼板，其生產(chǎn)的特厚板厚度也僅為120mm?！耙环N累積疊軋焊工藝制造特厚板坯的方法”(CN101590596B)，則將同種材料同樣尺寸的連鑄坯疊合在一起，四周縫隙在真空下焊接封閉，而后經(jīng)加熱、鍛造、軋制等工序制得厚度最大到200mm的特厚板。但其工藝復(fù)雜，厚度規(guī)格也不能滿足對特厚鋼板需求。公開號CN102240894A公開了“一種特厚鋼板的復(fù)合制造方法”，采用“高溫氫氣還原+熱軋”方法生產(chǎn)特厚鋼板，因其高溫氫氣還原工序操作復(fù)雜，具有一定危險性，降低了工藝過程的可操作性，并且會增加特厚鋼板的制造成本。

綜上所述，采用復(fù)合坯生產(chǎn)特厚鋼板方面尚存在以下不足：一是產(chǎn)品厚度規(guī)格小，不能滿足對更厚規(guī)格特厚鋼板的需求，尤其碳素模具鋼板，其需求厚度最厚可以達到500mm以上。二是生產(chǎn)工藝復(fù)雜，可操作性差，且生產(chǎn)成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在克服已有技術(shù)的缺陷，提供一種可操作性強，生產(chǎn)成本較低，能夠生產(chǎn)厚度在400mm以上、探傷性能合格的碳素模具鋼板的方法。

為達此目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)解決方案是：

一種特厚碳素模具鋼板的生產(chǎn)方法，采用母坯選擇加工、母坯復(fù)合、復(fù)合坯加熱、復(fù)合坯軋制、鋼板緩冷工藝，生產(chǎn)厚度＞400mm的碳素模具鋼板的具體生產(chǎn)方法是：

母坯選擇與加工：

母坯選擇長度、寬度、厚度尺寸相同的連鑄坯；將母坯的待復(fù)合表面以及四個側(cè)面的氧化鐵皮進行清理，清理后各母坯之間長度方向、寬度方向的尺寸差均小于4mm，待復(fù)合表面的粗糙度大于7.0μm；

母坯復(fù)合：

將加工完成的母坯疊放在一起，組齊對正后，采用真空電子束焊機進行焊接，控制真空室的真空度高于2×10^-2Pa；焊接時，首先對各邊進行點焊，然后采用先兩個短邊、后兩個長邊的順序?qū)Ω鬟呥M行連續(xù)焊接，焊接電流100～800mA，焊接速度6～10mm/min，熔縫深度20～60mm，使母坯復(fù)合面之間的區(qū)域密封為真空狀態(tài)；坯料最后一條邊焊接完成后，將坯料在真空室內(nèi)靜置2h以上，然后出真空室；

復(fù)合坯加熱：

入爐前，將焊接后的復(fù)合坯表面加蓋一層鋼板；采用常溫裝爐、分段升溫，在700℃以下，以5～10℃/min的速度進行升溫；700℃以上，采用10～30℃/min的速度進行升溫，加熱溫度1180～1220℃，加熱到目標溫度后，保溫4～7h；

復(fù)合坯軋制：

軋制前將復(fù)合坯表面加蓋的鋼板除凈；開軋溫度1130～1150℃，采用低速大壓下量軋制，輥速控制在16～20r/min，前三道次的壓下量均大于40mm，終軋溫度控制在900℃以上；同時，對鋼板下表面進行噴水冷卻；

鋼板緩冷：

鋼板軋制完成后，迅即下線進行緩冷，緩冷方式采用下面鋪設(shè)、上面覆蓋熱鋼板的堆垛形式進行，緩冷溫度400～500℃，緩冷時間大于24h。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果為：

本發(fā)明可操作性強，生產(chǎn)成本較低，可將連鑄坯生產(chǎn)碳素模具鋼板的厚度提高至400mm以上，并極大提高鋼板的探傷合格率和鋼板的成材率，增加企業(yè)的經(jīng)濟收益。

具體實施方式

實施例1：

1、采用三塊300mm厚碳素模具鋼連鑄坯，生產(chǎn)420mm厚碳素模具鋼板，其熔煉成分為重量百分比為：C：0.46％，Si：0.23％，Mn：0.73％，P：0.011，S：0.005％，Als：0.022％。

2、將上述連鑄坯的待復(fù)合表面以及四個側(cè)面的氧化鐵皮進行清理，清理完成后三塊連鑄坯長度差為3.5mm、寬度差為2mm，待復(fù)合面的粗糙度為7.5μm。

3、將加工完成的母坯疊放在一起，組齊對正，然后采用真空電子束焊機對母坯的 待復(fù)合面進行焊接，焊接時真空室的真空度為5×10^-3Pa，焊接電流200mA，焊接速度7mm/min，從而使母坯復(fù)合面之間的區(qū)域密封為真空狀態(tài)，將焊接完成的復(fù)合坯料在真空室內(nèi)靜置3h，得到待軋復(fù)合坯。

4、將待軋復(fù)合坯利用加熱爐進行加熱，在入爐之前，在復(fù)合坯表面加蓋一層鋼板，以防止其過度氧化。采用常溫裝爐，分段升溫，先以6℃/min的升溫速度升至700℃，爾后以15℃/min的速度升溫至目標溫度1200℃，保溫5h。

5、將加熱后的復(fù)合坯進行軋制，軋制之前確保復(fù)合坯表面加蓋的鋼板完全除掉。開軋溫度1140℃，輥速為17r/min。前三道次的壓下量分別為41mm、45mm、42mm，終軋溫度950℃，經(jīng)12道次軋制得目標厚度鋼板。

6、將軋制完成的鋼板采用“下鋪上蓋”熱鋼板的堆垛形式進行，緩冷溫度450℃，緩冷時間36h。

對緩冷完成的鋼板進行探傷檢驗，探傷結(jié)果滿足GB/T2970Ⅰ級標準。

實施例2：

1、采用三塊300mm厚碳素模具鋼連鑄坯，生產(chǎn)500mm厚碳素模具鋼板，其熔煉成分重量百分比為：C：0.48％，Si：0.23％，Mn：0.73％，P：0.012％，S：0.007％，Als：0.022％。

2、將上述連鑄坯的待復(fù)合表面以及四個側(cè)面的氧化鐵皮進行清理，清理完成后三塊連鑄坯長度最大差別為4mm、寬度最大差別為2.5mm，待復(fù)合面的粗糙度為7.9μm。

3、將上述加工完成的母坯疊放在一起，組齊對正，然后采用真空電子束焊機對母坯的待復(fù)合面進行焊接，焊接時真空室的真空度為4.5×10^-3Pa，焊接電流400mA，焊接速度8mm/min，從而使母坯復(fù)合面之間的區(qū)域密封為真空狀態(tài)，將焊接完成的復(fù)合坯料在真空室內(nèi)靜置3h，得到待軋復(fù)合坯。

4、將待軋復(fù)合坯利用加熱爐進行加熱，在入爐之前，在其表面加蓋一層鋼板防止其過度氧化；采用常溫裝爐，分段升溫，以5℃/min的升溫速度升至700℃，爾后以13℃/min的速度升溫至目標溫度1210℃，保溫7h。

5、將加熱完成的復(fù)合坯進行軋制，軋制之前確保復(fù)合坯表面加蓋的鋼板完全除掉。開軋溫度1155℃，輥速為18r/min。前三道次的壓下量分別為45mm、42mm、43mm，終軋溫度970℃，經(jīng)10道次軋制得目標厚度鋼板。

6、將軋制完成的鋼板采用“下鋪上蓋”熱鋼板的堆垛形式進行，緩冷溫度430℃，緩冷時間40h。

對緩冷完成的鋼板進行探傷檢驗，探傷結(jié)果滿足GB/T2970Ⅰ級標準。