[發明專利]H13熱作模具鋼生產工藝

有效

• 申請號: 201410224856.7
• 申請日: 2014-05-26
• 公開（公告）號: CN103981445A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 沈金森
• 申請（專利權）人: 南平市雙友金屬有限公司
• 主分類號: C22C38/24
• 分類號: C22C38/24;C22B9/18;C21D8/00
• 代理公司: 福州市鼓樓區博深專利代理事務所(普通合伙) 35214
• 代理人: 林志崢

技術領域

本發明涉及冶金技術領域，具體說是一種H13熱作模具鋼生產工藝。

背景技術

4Cr5MoSiV1(H13)熱作模具鋼是我國根據美國H13熱作模具鋼生產標準研發的鋼種，國產的產品同進口同鋼種產品比高溫強度和熱疲勞性能都低，目前國內產品普遍存在“熱強性好而韌性差，韌性好熱強性又差”的問題，故國內該產品常以進口為主。目前生產H13熱作模具鋼僅通過合金成分的控制，通過傳統的電渣重熔來生產，產品存在純凈度低、不致密、成分偏析、夾雜物多、晶粒粗等缺陷，導致產品的性能差，制作的模具使用壽命低，模具在使用過程中會發生早期開裂等失效現象。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種可有效提高產品的機械性能和使用壽命的H13熱作模具鋼生產工藝。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種H13熱作模具鋼生產工藝，包括以下步驟：

步驟1、按照以下化學成分要求進行配料和冶煉：

C：0.38～0.44wt％；Si：0.90～1.20wt％；Mn：0.35～0.50wt％；P：≤0.020wt％；S：≤0.020wt％；Cr：4.95～5.45wt％；Mo：1.35～1.60wt％；V：0.90～1.20wt％；

步驟2、將冶煉好的鋼水直接澆注雙實錠用作電渣重熔電極；

步驟3、采用二元渣型Al₂O₃-CaF₂進行電渣重熔，其中，Al₂O₃的含量要大于或等于98wt％，CaF₂的含量要大于或等于97wt％，渣料在電渣重熔前經400～700℃烘烤至干燥，渣料的重量比例為Al₂O₃∶CaF₂＝3∶7，電渣重熔溫度為1450～1470℃，上結晶器的出水溫度控制在45～65℃，上、下結晶器的進水壓力大于0.15MPa，熔速控制在450～500kg/h；

步驟4、將電渣重熔后得到的電渣錠依次進行模冷、緩冷和退火；

步驟5、按照鍛造后成品的尺寸要求選擇錠型，確定鍛造比，保證鍛造比大于3，將坯料加熱至1100～1200℃，經保溫使其內外溫度一致后，出爐鍛造，鍛造方法為先用輕、快捶捶打四面，再用重錘鍛打，上鐵量要均勻，進鐵量控制在下砧寬的1/2～1/3，終鍛溫度≥850℃；

步驟6、將鍛后成品放入退火爐中隨爐升溫至840～860℃，保溫12～15h后隨爐降溫冷卻。

本發明的有益效果在于：采用上述H13熱作模具鋼生產工藝，可有效提高產品的純凈度、致密度，減少偏析，提高產品的等向性、沖擊韌性、熱疲勞抗力從而改善產品的機械性能，并取得提高模具的使用壽命，節能降耗、提高勞動生產率的效果。

附圖說明

圖1所示為本發明實施例的鋼錠退火曲線。

具體實施方式

為詳細說明本發明的技術內容、構造特征、所實現目的及效果，以下結合實施方式并配合附圖詳予說明。

本發明最關鍵的構思在于：通過對4Cr5MoSiV1(H13)熱作模具鋼化學成份的合理設計、調整，控制Cr、Mo、V、Si等合金元素的含量，充分發揮其交互作用，使晶粒細化、分布均勻，同時通過優化電渣重熔工藝、鍛造工藝和熱處理工藝，提高鋼的純凈度、致密度、減少偏析，進一步改善鋼的機械性能和各向同性，確保鍛件熱均勻性，并且獲得尺寸穩定、分布均勻的碳化物球物組織，從而提高產品的機械性能和使用壽命。

實施例

1、配料、冶煉

按照以下化學成分要求進行配料和電爐冶煉：

C：0.38～0.44wt％；Si：0.90～1.20wt％；Mn：0.35～0.50wt％；P：≤0.020wt％；S：≤0.020wt％；Cr：4.95～5.45wt％；Mo：1.35～1.60wt％；V：0.90～1.20wt％。

具體的，電爐冶煉工藝規程如下：

1.1、裝料前檢查爐體侵蝕狀況，需補爐時，可用0-1#鎂砂加適量玻璃水調和均勻，補爐時打緊抹平。

1.2、為了保持煉鋼材料的清潔干燥,鋼屑等廢料、合金、石灰、螢石，Fe-Si粉等造渣，脫氧材料使用前必須烘烤干燥，否則不得使用。

1.3、爐底加1％料重的石灰，然后將烘烤好的大小料均勻加入爐中，爐料加入爐體1/3左右時開始送電熔化。凡含鋁的廢模塊不得加入爐中，待將鋁清除干凈后再作廢料使用。