[發明專利]一種高韌性、高拋光性、耐腐蝕的塑膠模具鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 202210090873.0
• 申請日: 2022-01-26
• 公開（公告）號: CN114540703B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 關海龍;偶正偉;韓忠良;朱偉峰;王光偉;丁海峰;蘇旭廷;蔣海清;丁濤;乙海峰
• 申請（專利權）人: 江蘇宏晟模具鋼材料科技有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02
• 代理公司: 上海正策律師事務所 31271
• 代理人: 華祝元

1.一種高韌性、高拋光性、耐腐蝕的塑膠模具鋼的制備方法，其特征在于，主要步驟如下：

S1、電爐冶煉：

根據冶煉鋼種的化學組分含量預先進行廢鋼和合金料的配料準備，在電爐中進行廢鋼的冶煉，鋼水溫度≥1630℃，進行氧化扒渣，扒渣后加入合金料并使其完全熔化，而后加入石灰和螢石，形成堿性爐渣，對電爐中熔化的鋼水進行脫磷脫硫處理；當鋼水溫度≥1620℃，加鋁絲進行脫氧，而后出鋼；

其中，所述冶煉鋼種的化學組分含量質量百分比，C 0.23～0.28％、Mn 0.40～0.70％、Si0.25～0.40％、S≤0.001％、P≤0.010％、Cr 13.0～14.0％、Mo+V+Ni 1.00～1.50％、Cu≤0.08％，其余為Fe，且殘余氣體含量為，H≤1.5ppm、O≤13ppm、N≤140ppm；

S2、鋼包精煉爐精煉：

電爐冶煉后鋼水轉入鋼包，吊運到精煉爐座上，并加渣料CaO、CaF₂和C-Si粉還原造好一次白渣，根據所述精煉爐座內鋼水的實際成分與目標成分的偏差添加相應的合金料，完成成分微調、脫硫、脫氧作業；操作結束后去除白渣，然后重新加熱至鋼水溫度≥1620℃，添加CaO、CaF₂、C-Si粉和紅磚頭進行二次造白渣；

S3、真空精煉爐精煉：

真空精煉爐逐級進泵，最終真空度≥67Pa，兩次維持真空時間15分鐘以上，殘余氣體氮目標值≤140ppm；脫氣結束后，取樣分析，成分合格后吹入氬氣至吊包；

S4、澆鑄電極坯：

預熱錠模為40～60℃，然后對錠模充入氬氣，每個錠模充氬氣時間為3～5min，然后撤出氬氣管，用蓋子將錠模蓋好后進行澆鑄，而后脫模

S5、電極坯退火：

將步驟S4中脫模后的電極坯進行退火，退火溫度840～880℃，保溫時間8～18h，爐冷至300～380℃出爐，退火后鋸切冒口和錠尾；

S6、電渣重熔：

采用步驟S5得到的電極坯，采用車床進行表面機加工處理，去除表面氧化鐵皮；200～350℃預熱后，在電極坯的尾部焊接假電極，隨后放入電渣爐中；

采用CaF₂、Al₂O₃、CaO配置成三元渣，然后對三元渣進行預熔并進行二次精煉提純，使得三元渣中SiO₂≤0.6％、FeO≤0.15％；而后在保護氣氛下冷卻至室溫；

對三元渣進行預熱至650～850℃，而后將三元渣加入到電渣爐內進行電渣重熔冶煉，得到電渣錠；

S7、鍛造：

將步驟S6中得到的電渣錠進行加熱至加熱溫度1250～1280℃，保溫22～35h，進行高溫擴散均質化，然后經鐓粗拔長鍛造開坯，進行X、Y和Z三個方向多向鐓粗拔長至成品尺寸，最后一火前保溫溫度為950～1100℃，最后一火鍛造比≥2；

S8、鍛后預處理：

將步驟S7中得到的鍛坯一次水冷到坯料芯部溫度≤450℃；然后裝入熱處理爐，進行完全退火+等溫退火處理；

S9、超細化處理：

將步驟S8得到的工件置入加熱爐中隨爐升溫至1000～1100℃，保溫后，采用直接淬水的方式進行極限冷卻控制，保證坯料整體均勻冷卻和高的冷卻速率：冷后芯部溫度≤350℃；冷卻結束后將工件置入退火爐中，加熱至860～890℃，保溫15～30h，爐冷到730-750℃，保溫25～50h進行球化退火。

2.據權利要求1所述的一種高韌性、高拋光性、耐腐蝕的塑膠模具鋼的制備方法，其特征在于，在步驟S1中，所述合金料為鉻鐵合金料、釩鐵合金料、硅鐵合金料、鉬鐵合金料、鎳鐵合金料和錳鐵合金料；在電爐中加入廢鋼并加熱使其完全熔化后，先加入硅鐵合金料，而后再加入其它5種合金料。

3.據權利要求2所述的一種高韌性、高拋光性、耐腐蝕的塑膠模具鋼的制備方法，其特征在于，在步驟S1中，所述堿性爐渣的堿度范圍為2～2.5。