[發明專利]一種組織致密噴射工模具鋼的制備方法

有效

• 申請號: 202010020115.2
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111112623B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 周雪峰;劉凱文;張偉超;蔣建清;朱小坤
• 申請（專利權）人: 東南大學;天工愛和特鋼有限公司
• 主分類號: B22F3/115
• 分類號: B22F3/115;B22F3/17;C22C33/04;B22F3/24
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 沈廉

1.一種組織致密噴射工模具鋼的制備方法，其特征在于該制備方法對鋼液進行氮、鋯微合金化，細化沉積坯組織；控制鋼水過熱度和沉積器旋轉速度，提高沉積坯致密性，形成具有六方結構碳化物類型的沉積坯；對沉積坯進行中溫開坯，誘導產生碳化物晶格缺陷，隨后進行穩定化和擴散退火處理，使碳化物充分球化；采用“鍛-停-鍛-?！狈沁B續鍛造工藝，控制鍛造溫度、壓下量、停鍛次數和停鍛等溫時間，控制碳化物析出；鍛坯經過必要的退火預處理，控制微區組織均勻性，最后進行成品退火；

該方法具體包括如下步驟：

1）熔體預處理：工模具鋼熔化、精煉后，對鋼液進行氮、鋯微合金化；

2）低過熱度澆注：將鋼水倒入加熱的中間包內，控制鋼水過熱度，即鋼液過熱度為30～80℃；

3）控制霧化沉積：中間包內的熔體通過霧化噴嘴噴射到沉積室內，控制霧化噴嘴角度和沉積器旋轉速度，得到高致密度的沉積坯，形成具有六方結構的碳化物類型；

4）中溫開坯：沉積坯經過去應力處理后，在設定溫度區間進行預開坯，中溫開坯溫度為850～1000℃；

5）穩定化：對上述沉積坯在設定的溫度進行穩定化處理；

6）擴散退火：對穩定化處理的沉積坯進行擴散退火，使成分均勻化和碳化物球化；擴散退火溫度為1050～1150℃，時間1～5h；

7）非連續鍛造：采用“鍛-停-鍛-?！惫に噷Τ练e坯進行鍛造，制成鍛坯；即非連續鍛造工藝為“鍛-停-鍛-?！惫に?，即每次鍛造后靜置一段時間后再繼續鍛造；非連續鍛造的鍛造溫度900~1100℃，每次鍛造總壓下量20～80%，中間停鍛次數不少于2次，每次停鍛時間15～60s；

8）退火預處理：對上述鍛坯進行退火預處理，以控制微區組織均勻性；退火預處理溫度400～600℃，保溫1～3h；步驟9）中成品退火溫度840～920℃，保溫2～6h，爐冷；

9）成品退火：采用常規爐冷退火或等溫退火工藝對鍛坯進行成品退火。

2.根據權利要求1所述的組織致密噴射工模具鋼的制備方法，其特征在于，步驟1）中以重量百分比計算，氮加入量0.02～0.08wt%，鋯加入量0.05～0.15wt%。

3.根據權利要求1所述的組織致密噴射工模具鋼的制備方法，其特征在于，步驟3）中霧化噴嘴角度20～26°，沉積器旋轉速度35～45轉/分。

4.根據權利要求1所述的組織致密噴射工模具鋼的制備方法，其特征在于，步驟5）中穩定化溫度為500～600℃，時間2～4h。