[發明專利]一種電渣重熔鉻鉬系熱作模具鋼的方法

在審

• 申請號: 202310136285.0
• 申請日: 2023-02-20
• 公開（公告）號: CN116287743A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 王育飛;薛鑫;李瑞杰;張福利;王博祥;齊紫陽;徐于斌;郭瑞華;王傲;趙培義
• 申請（專利權）人: 河鋼股份有限公司
• 主分類號: C22B9/18
• 分類號: C22B9/18;C22C33/04
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 趙紅強

一種電渣重熔鉻鉬系熱作模具鋼的方法，電渣自耗電極在氬氣保護條件下進行電渣重熔，根據鋼中Si含量和預熔渣中Al2O3含量確定預熔渣中SiO2含量，具體關系如下：[SiO2]%=[(a+0.66)×(0.78×b^1/3+1)]%，上式中0.7≤a≤1.3，[Si]%=a%，[Al2O3]%=b%，其中[SiO2]%為預熔渣中SiO2的質量百分含量，[Si]%為自耗電極中Si的質量百分含量，[Al2O3]%為預熔渣中Al2O3的質量百分含量。本發明顯著降低了電渣錠Si元素的燒損，收得率穩定在95％以上。

技術領域

本發明屬于黑色冶金技術領域，具體屬于電渣重熔技術領域。

背景技術

鉻鉬系熱作模具鋼具有優秀的綜合力學性能，良好的抗熱疲勞性能、熱穩定性、抗氧化和耐液態金屬沖蝕性能，以及良好的淬透性，廣泛地用于鋁合金壓鑄模具、精密鍛造模具、熱鍛壓沖頭、熱擠壓模具、熱剪切模具、熱軋輥以及各種在沖擊和急冷條件下工作的熱作模具。

目前鉻鉬系熱作模具鋼冶煉主要采用電弧爐冶煉、LF真空精煉精煉、模鑄、電渣重熔或相關冶煉工藝路線生產，但是為了獲得高純凈、致密度高、組織均勻、鍛造性較好的優異鑄錠，鍛造前冶煉工序往往選擇電渣重熔。

電渣重熔鉻鉬系熱作模具鋼后，電渣錠內部氣孔較多，尤其是電渣錠底部，嚴重時為蜂窩狀，主要原因是自耗電極中的碳與氧發生碳氧反應，生成的氣體由于金屬熔池較深，不能及時擴散至凝固前延，從而在鑄錠中形成氣孔，這就要求此類鋼種電渣過程需控制較低的熔化速度，降低熔池深度，這不僅可以有效避免電渣錠內部氣孔的產生，還能有效保證凝固組織的均勻性，減輕鑄錠偏析，但是低熔速控制易導致電渣錠表面質量差，產品成才率低，這就需要對電渣熔速工藝參數進行準確控制。且此類鋼種電渣重熔過程往往伴隨著Si元素的嚴重燒損，損失量高達20％以上，嚴重時直接導致電渣錠產品報廢，如何精準控制鋼中Si元素含量也成為此類鋼種電渣冶金的關鍵。

為了提高鉻鉬系熱作模具鋼剩磁和矯頑力等物理化學性能，新型鉻鉬系熱作模具鋼研制過程中，Mo含量由常規1.1％～1.75％提高至2.5％以上，此類鉻鉬系熱作模具鋼電渣冶煉完后，鑄錠在水冷結晶器內冷卻時間過長，錠身極易產生裂紋，這就要求電渣錠在保證一定溫度條件下進行熱脫模，然后進行去應力退火，從而避免錠身裂紋產生。

發明內容

本發明解決的技術問題是，提供一種電渣重熔鉻鉬系熱作模具鋼的方法，生產得到的鉻鉬系熱作模具鋼電渣錠成分精確控制、內部無氣孔。

為解決以上技術問題，本發明的技術方案是：一種電渣重熔鉻鉬系熱作模具鋼的方法，電渣自耗電極在氬氣保護條件下進行電渣重熔，根據鋼中Si含量和預熔渣中Al2O3含量確定預熔渣中SiO2含量，具體關系如下：[SiO2]％＝[(a+0.66)×(0.78×b^1/3+1)]％，上式中0.7≤a≤1.3，[Si]％＝a％，[Al2O3]％＝b％，其中[SiO2]％為預熔渣中SiO2的質量百分含量，[Si]％為自耗電極中Si的質量百分含量，[Al2O3]％為預熔渣中Al2O3的質量百分含量。

在預熔渣中SiO2含量低于按照本發明公式[SiO2]％＝[(a+0.66)×(0.78×b^1/3+1)]％計算得到的SiO2含量時，在重熔過程配入部分SiO2，使得渣中SiO2的總量為按照上述公式計算得到的量，這與本發明屬于同一構思，屬于本發明的一種實施方式。

進一步的，所述預熔渣，除SiO2外，其余組分及其質量百分含量為：CaF2?55％～58％、CaO?18％～21％、Al2O3?15％～18％、MgO?3％～5％。

進一步的，電渣冶煉結束后，電渣錠600℃以上條件下進行熱脫模，脫模后電渣錠放入加熱爐去應力退火，650℃～750℃保溫2h～3h，然后隨爐緩冷至400℃以下。

進一步的，所述預熔渣在500℃～600℃烘烤至少6h后使用。