模具钢的轧制工艺及模具钢 （2）

    目标厚度＞60mm的模具钢的开轧温度为930-970℃。可以理解的是，本申请实施例中更后三个道次时的开轧温度，即指倒数第三个道次轧制时的开轧温度，根据模具钢的目标厚度控制更后三个道次时的开轧温度，保证模具钢变形温度处于奥氏体未再结晶区域，使模具钢内部形成形变带和有效位错，促进模具钢组织转变和晶粒细化，从而进一步提高模具钢的硬度。

    [0020] 可选的，更后三个道次时，在环境温度≥20℃时，目标厚度≤40mm的模具钢的开轧温度为950-970℃；目标厚度＞40且≤60mm的模具钢的开轧温度为940-960℃；目标厚度＞ 60mm的模具钢的开轧温度为930-950℃。在环境温度＜20℃时，目标厚度≤40mm的模具钢的开轧温度为970-990℃；目标厚度＞40且≤60mm的模具钢的开轧温度为960-980℃；目标厚度＞60mm的模具钢的开轧温度为950-970℃。有利于减小在不同温度条件下轧制的模具钢的轧态硬度差值。

    [0021] 需要说明的是，在本申请的实施例中，模具钢的目标厚度，是指模具钢在轧制完成后的厚度。

    [0022] 示例性的，在轧制处理步骤中：目标厚度≤30mm的模具钢的终轧温度为860-900℃，目标厚度＞30mm的模具钢的终轧温度为900-940℃。根据模具钢的目标厚度控制终轧温度，进一步提高模具钢的轧制效果。

    [0023]可选的，在环境温度≥20℃时，目标厚度≤30mm的模具钢的终轧温度为860-880℃，目标厚度＞30mm的模具钢的终轧温度为900-920℃。在环境温度＜20℃时，目标厚度≤ 30mm的模具钢的终轧温度为880-900℃，目标厚度＞30mm的模具钢的终轧温度为920-940℃。

    [0024]在一些可能的实施方案中，为了提高轧制的效果，轧制的道次根据模具钢的目标厚度进行确定。在多个道次的轧制过程中，轧制的开轧温度整体上呈逐渐降低的趋势。[0025]示例性的，目标厚度≤40mm的模具钢的轧制道次为12-13个道次，例如为13个道次；目标厚度＞40mm且＜90mm的模具钢的轧制道次为10-11个道次，例如为10道次；目标厚度≥90mm的模具钢的轧制道次为8-9个道次，例如为8个道次。

    [0026]关于轧后冷却处理：

    [0027]在本申请的实施例中，在轧后冷却处理步骤中：对目标厚度≤60mm的模具钢采用空冷处理；对目标厚度＞60mm的模具钢采用水冷处理，水冷处理的终冷温度为800-860℃， 例如但不限于为800℃、810℃、820℃、830℃、840℃、850℃、860℃中的任一者或任意两者之间的范围。示例性的，水冷处理的冷却速度为2-5℃/s，例如但不限于为2℃/s、3℃/s、4℃/ s、5℃/s中的任一者或任意两者之间的范围。根据模具钢的目标厚度控制降温方式，水冷处理时将终冷温度和降温速度控制在合理范围内，一方面增加相变驱动力，使轧制后的模具钢尽快进入相变区，另一方面又能保证模具钢的板型控制，防止出现龟背、翘曲等缺陷。[0028]关于堆冷处理：

    [0029] 轧后冷却处理后，将模具钢直接自然冷却时，模具钢表面温度和芯部温度存在较大的差异，会导致模具钢表面硬度和芯部硬度差别较大，同时由于热应力的作用，容易产生裂纹等缺陷。

    [0030] 在本申请的实施例中，轧后冷却处理后采用堆冷处理，使模具钢的芯表温度均匀， 起到自回火作用，一方面使模具钢内部组织性能更加均匀，另一方面使钢中的氢元素有效扩散，防止产生裂纹等缺陷。

    [0031]示例性的，堆冷处理的温度为200-350℃，例如但不限于为200℃、250℃、300℃、 350℃中的任一者或任意两者之间的范围，保证有较好的堆冷处理效果。

    [0032] 由于模具钢轧制完成后需要进行火焰切割，而火焰切割需要进行预热，防止热应力过大而产生开裂现象。在一些可能的实施方案中，堆冷处理结束后控制拆堆温度为100- 150℃，为后续火焰切割提供条件，减少火焰切割的预热工序，降低生产成本。

    [0033]  本申请实施例提供的模具钢的轧制工艺，通过前四个道次的大压下率轧制使模具钢芯部得到充分变形，再根据模具钢的目标厚度控制更后三个道次时的开轧温度以保证模具钢内部形成形变带及有效位错，然后根据模具钢的目标厚度控制轧后冷却方式，再结合堆冷处理。制得的模具钢具有较高的轧态硬度，且同一批次的轧态硬度能够有效地控制在较小的波动范围，使模具钢不经正火处理、直接回火处理即可进行交付。

    [0034] 本申请实施例提供的模具钢的轧制工艺，使得制得的模具钢具有较高的轧态硬度，厚度为20mm-90mm的模具钢的轧态硬度能够达到40-60HRC。同时，在交付硬度要求相同的条件下，还可以减少Mn、Cr、Ni、Mo等模具钢中合金元素的加入量，降低成本。

    [0035] 示例性的，本申请实施例提供的模具钢的轧制工艺适用于对Cr-Mo系模具钢和Cr- Ni-Mo系模具钢进行轧制，例如牌号为35CrMo的模具钢、牌号为42CrMo的模具钢、牌号为4135的模具钢、牌号为4140的模具钢、牌号为1 .2311的模具钢、牌号为P20的模具钢、牌号为1 .2738的模具钢以及牌号为1 .2738H的模具钢。各牌号的模具钢的化学成分如表1所示，余量为Fe。

    [0036]表1 .模具钢化学成分(wt％)

    [0037]

    [0038] 钒是钢的优良脱氧剂，在钢中还可起到细化晶粒、提高强度和韧性的作用，现有技术中，为了控制钢板的轧态硬度稳定性，采用Mn-Cr-V的钢板进行轧制，对钢板的V的含量进行**控制。本申请实施例提供的模具钢的轧制工艺，在未采用Mn-Cr-V的钢板、无需对V的含量进行**控制的情况下，制得的模具钢仍然具有较高的轧态硬度，且同一批次的轧态硬度能够有效地控制在较小的波动范围。

    [0039] 本申请实施例提供的模具钢的轧制工艺制得的模具钢，在同一种模具钢中，厚度相同的模具钢的轧态硬度波动能够达到≤3HRC，厚度为20mm-90mm的模具钢之间的轧态硬度的极差能够达到≤7HRC，使得模具钢不经正火处理、直接回火处理即可进行交付，节省了正火工序；同时，避免了正火引起的表面氧化，减少了使用时的表面铣削加工厚度，有效提高了材料在使用时的利用率。