[發明專利]一種熱作模具鋼電渣重熔錠制造方法

有效

• 申請號: 201911413551.X
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111101061B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 朱福生;汪志剛;楊清;廖志金;楊宇鵬;李春紅
• 申請（專利權）人: 龍南龍釔重稀土科技股份有限公司;江西理工大學
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/22;C22C38/24;C22C38/38;C22C38/20;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/58;C22C33/06;C22B9/18
• 代理公司: 蘇州三英知識產權代理有限公司 32412
• 代理人: 黃曉明

本發明涉及一種熱作模具鋼電渣重熔錠制造方法，其中電渣重熔錠由以下化學組分組成，C:0.36?0.41％，Si:0.80?1.10％，Mn:1.00?3.00％，Cr:4.90?5.40％，Mo:1.35?1.55％，V:0.4?0.7％，Ni≤0.04％，Cu≤0.04％％，S≤0.003％，P≤0.012％，O≤0.0015％，H≤0.0002％，N≤0.006％，0.05％≤RE≤0.20％，其余為Fe，以上百分比為質量百分比。本發明充分結合惰性氣體保護電渣重熔的特點，在電渣重熔環節精準喂入稀土合金，發揮在高純凈高均勻條件下RE的夾雜物改性和微合金化等優異作用，實現高品質高性能熱作模具鋼。

技術領域

本發明涉及特殊鋼冶煉及加工領域，尤其涉及一種高品質熱作模具鋼電渣重熔錠制造方法。

背景技術

熱作模具鋼在高溫下具有很高的強度、耐熱性、耐磨性以及良好的熱疲勞性能，是目前錘鍛模、熱擠壓模、壓鑄模等模具中廣泛應用的一種特殊鋼。我國每年模具鋼產量約240萬噸，需要進口精品模具鋼約10萬噸，合60億人民幣，幾乎占據了整個模具鋼的高端市場，而且進口價格要比國內同類產品高出3-5倍。主要原因在于國外模具鋼采用了包括鋼質純凈、熱處理組織細化和沖擊韌性等在內的指標控制。目前，國產的合金模具鋼與瑞典、德國、美國、日本、法國等國際先進水平相比，在品種、質量、尺寸規格與性能等方面仍存在一定的差距，都還難以滿足市場需求。

鋼質純凈是高性能模具鋼研發的關鍵技術之一。隨著新一代鋼鐵材料冶煉技術水平的提升，鋼錠中的O、S、H含量在大幅降低，其中O能到≤0.001%，H≤0.0003%，這為高品質模具鋼的研發奠定了基礎。要想進一步降低鋼中的雜質含量，除了配備常規精煉設備外，電渣重熔精煉爐是必不可少的設備。通過在電渣過程中選擇合理的渣系，優化調整電渣熔速，并在渣錠緩冷后進行高溫均質化處理，能夠充分改善碳化物的偏析程度，使共晶碳化物數量減少、顆粒變小、成分更加均勻。

近些年來，以Y、La與Ce為主的稀土（RE）元素在鋼中應用較多，尤其是特殊鋼與結構鋼，主要原因在于該類稀土元素化學性質活潑，極易同鋼液中的O、S等作用生成RE₂O₃、RE₂S₃、REOS等穩定的稀土化合物，并且稀土在晶界的偏聚也會起到凈化晶界的作用，稀土會降低O，S等雜質元素在晶界的偏聚。同時還可降低其帶狀偏析而導致開裂的危害。除此之外，稀土原子的痕量固溶也會造成晶格畸變，位錯產生增殖，并隨之產生附加的應力場，而為了調節應變能，會形成大量孿晶，孿晶與位錯的增多也會極大的提升了綜合性能。因此，稀土具備深度脫O、脫S、析H以及碳化物擇優析出的作用。

然而，稀土元素在鋼中的應用仍存在一定的技術難題。目前，工業傳統的加入方法，如在精煉爐中加入，結晶器中加入，真空爐中加入等，容易導致鋼液中稀土含量不穩定、澆鑄水口堵塞不能實現連續澆鑄等。

因此，針對現有技術的缺陷，需要設計一種新的技術方案。

發明內容

本發明的目的在于通過在電渣重熔環節喂入稀土合金線，通過工藝和渣系改善，獲得一種高純凈，高均勻性的熱作模具鋼電渣重熔錠。

為實現前述目的，本發明提供為實現前述目的，本發明提供了一種熱作模具鋼電渣重熔錠，由以下化學組分組成，C: 0.36-0.41%，Si: 0.80-1.10%，Mn: 1.00-3.00%，Cr:4.90-5.40%，Mo: 1.35-1.55%，V: 0.4-0.7%，Ni≤0.04%，Cu≤0.04%%，S≤0.003%，P≤0.012%，O≤0.0015%，H≤0.0002%，N≤0.006%，0.05%≤RE≤0.20%，其余為Fe，以上百分比為質量百分比。

作為本發明的進一步改進，所述RE為Y、La二元復合，或Y、Ce二元復合，或Y、La、Ce三元復合。

作為本發明的進一步改進，所述Y在熱作模具鋼電渣重熔錠中的質量百分比為0.02%≤Y≤0.15%。