CN103602921A - 一种冷作模具钢的制备方法 - Google Patents
一种冷作模具钢的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103602921A CN103602921A CN201310522450.2A CN201310522450A CN103602921A CN 103602921 A CN103602921 A CN 103602921A CN 201310522450 A CN201310522450 A CN 201310522450A CN 103602921 A CN103602921 A CN 103602921A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steel
- casting
- work die
- cold
- potassium sodium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 42
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 13
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 31
- BITYAPCSNKJESK-UHFFFAOYSA-N potassiosodium Chemical compound [Na].[K] BITYAPCSNKJESK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000007499 fusion processing Methods 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 8
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 8
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 abstract description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 abstract 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 abstract 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 13
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
本发明公开了一种Cr12冷作模具钢的制备方法，包括以下步骤：a）在中频感应炉中按C：2.00%～2.30%，Si：≤0.40%，Mn：≤0.40%，S：≤0.030%，P：≤0.030%，Cr：11.50～13.00%，Ni：≤0.25%，Cu：允许≤0.30%，钴Co：≤1.00%的成分熔炼钢液；b）再熔炼过程即将浇铸时，将质量为钢液0.05%的钾钠变质剂放入浇包，后将钢液倒入浇包并摇匀；c）将经过变质处理的金属液浇注到铸型中；d）铸件凝固后，进行后处理。经过本发明的上述工艺处理，改善Cr12钢的凝固过程，使得晶粒变细，晶界上碳化物的含量明显减少，并呈弥散分布，从而改善了Cr12钢的综合力学性能的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷作模具钢的制备方法，具体来说是一种具有良好的微观组织和良好力学性能的Cr12模具钢的制备方法，属于冷作模具钢制备技术领域。
背景技术
Cr12钢在铸造过程，在晶界上易出现粗大网状共晶碳化物以及鱼骨状碳化物，且晶粒比较粗大，使钢的强度和韧性明显降低,严重缩短了模具使用寿命。获得晶粒比较细小的组织并预防粗大网络状碳化物在晶界出现是获得良好坯料组织的先决条件。在目前各种钢材的铸造生产中，多种变质剂被广泛应用以细化晶粒改善组织结构。目前钾钠变质剂作为一种高活性新型变质剂开始得到应用。由于钾、钠的活性很高，使得在凝固过程中，更易于形成新的形核衬底，起到净化钢液，细化晶粒，强化基体，改变夹杂物形态的作用。目前，还未发现有钾钠变质剂运用于Cr12钢的铸造中的相关技术的研究和发明。
由于Cr12钢是一种具有广泛用途的冷作模具钢，改善其原材料组织，提高其性能将有较大的经济意义。钾钠变质剂是一种变质剂，在铸造中已经被广泛使用，其成分中含有：NaCl、Na2CO3、Na3AlF6、Na2B4O7、KF、KBF4、KCl。Na含量为20%～23%，K含量为12%～15%。本发明立足采用高活性的钾钠变质剂对凝固过程的Cr12钢进行孕育处理，提高其形核率，细化晶粒，减少晶界上的共晶碳化物，促进共晶碳化物弥散分布，降低后续热加工工艺成本，这将有效改善Cr12钢的综合力学性能，延长其使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有良好力学性能和组织的Cr12冷作模具钢的制备方法。通过在Cr钢的铸造的过程中添加钾钠变质剂的方法，使形核率大幅度上升，晶粒细化，并减少了分布在晶界上的共晶碳化物，使共晶碳化物弥散分布。显著改善Cr12钢的微观组织，从而增强了Cr12钢的综合力学性能。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种具有良好的微观组织和良好力学性能的Cr12冷作模具钢的制备方法，包括具体如下步骤：
a）在中频感应炉中按C：2.00%～2.30%，Si：≤0.40%，Mn：≤0.40%，S：≤0.030%，P：≤0.030%，Cr：11.50～13.00%，Ni：≤0.25%，Cu：允许≤0.30%，钴Co：≤1.00%的成分熔炼钢液。
b）再熔炼过程即将浇铸时，再熔炼过程即将浇铸时，将质量为钢液0.04%～0.06%的钾钠变质剂放入浇包，后将钢液倒入浇包并摇匀；上述钾钠变质剂最优用量为为钢液质量的0.05%；
c）将经过变质处理的金属液浇注到铸型中；
d）铸件凝固后，进行后处理。
如果加入钾钠变质剂量太少，形核数量增加较少，晶粒细化效果不明显；如果加入得太多，反而会使得Cr12钢晶界上产生更多的晶界共晶碳化物，且更易连成网状，在内应力作用下，裂纹易扩展，铸造后或在使用中易出现裂纹，影响综合力学性能。
铸件的后处理包括退火，淬火和回火。先进行退火：将铸件加热到860℃，保温2小时，随炉冷却到500℃；再进行淬火：将铸件加热到960℃，保温1.5小时，取出油淬；最后进行回火：回火温度为200℃，保温2小时。
经过变质处理，改善Cr12钢的凝固过程，使得晶粒变细，晶界上碳化物的含量明显减少，并呈弥散分布，从而改善Cr12钢的综合力学性能的目的。
具体实施方式
下面通过实例对本发明进一步说明，其目的在于更好地理解本发明的内容而非限制本发明的保护范围。
实施例1
a）在中频感应炉中，按C：2.00%～2.30%，Si：≤0.40%，Mn：≤0.40%，S：≤0.030%，P：≤0.030%，Cr：11.50～13.00%，Ni：≤0.25%，Cu：允许≤0.30%，钴Co：≤1.00%的成分熔炼钢液；
b）再熔炼过程即将浇铸时，加入含量为0.04%的钾钠变质剂，并摇匀；
c）将经过变质处理的金属液浇注到铸型中；
d）铸件凝固后，进行后处理，先进行退火：将铸件加热到860℃，保温2小时，随炉冷却到500℃；再进行淬火：将铸件加热到960℃，保温1.5小时，取出油淬；最后进行回火：回火温度为200℃，保温2小时。
取试样进行力学性能测试，其测试结果见表1所示。
实施例2
a）同实施例1；
b）再熔炼过程即将浇铸时，加入含量为0.05%的钾钠变质剂，并摇匀；
c）将经过变质处理的金属液浇注到铸型中；
d）铸件凝固后，进行后处理，步骤同实施例1。
取试样进行力学性能测试，其测试结果见表1所示。
实施例3
a）同实施例1；
b）再熔炼过程即将浇铸时，加入含量为0.06%的钾钠变质剂，并摇匀；
c）将经过变质处理的金属液浇注到铸型中；
d）铸件凝固后，进行后处理，步骤同实施例1。
取试样进行力学性能测试，其测试结果见表1所示。
对照例1
a）同实施例1；
b）再熔炼过程即将浇铸时，不加变质剂；
c）将未经过变质处理的金属液浇注到铸型中；
d）铸件凝固后，进行后处理，步骤同实施例1。
取试样进行力学性能测试，其测试结果见表1所示。
对照例2
a）同实施例1；
b）再熔炼过程即将浇铸时，加入含量为0.02%的钾钠变质剂，并摇匀；
c）将经过变质处理的金属液浇注到铸型中；
d）铸件凝固后，进行后处理，步骤同实施例1。
取试样进行力学性能测试，其测试结果见表1所示。
对照例3
a）同实施例1；
b）再熔炼过程即将浇铸时，加入含量为0.08%的钾钠变质剂，并摇匀；
c）将经过变质处理的金属液浇注到铸型中；
d）铸件凝固后，进行后处理，步骤同实施例1。
取试样进行力学性能测试，其测试结果见表1所示。
表1性能测试数据
由表1的测试数据可见，本发明通过添加钾钠变质剂的方式，有效地改善了Cr12钢的铸造过程，使Cr12钢的硬度，耐磨性和抗拉强度明显提高。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的原理下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。
Claims (3)
1.一种Cr12冷作模具钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a）在中频感应炉中按C：2.00%～2.30%，Si：≤0.40%，Mn：≤0.40%，S：≤0.030%，P：≤0.030%，Cr：11.50～13.00%，Ni：≤0.25%，Cu：允许≤0.30%，钴Co：≤1.00%的成分熔炼钢液。
b）再熔炼过程即将浇铸时，再熔炼过程即将浇铸时，将质量为钢液0.04%-0.06%的钾钠变质剂放入浇包，后将钢液倒入浇包并摇匀；
c）将经过变质处理的金属液浇注到铸型中；
d）铸件凝固后，进行后处理。
2.根据权利要求1所述的Cr12冷作模具钢的制备方法，其特征在于，步骤b）中钾钠变质剂用量为钢液质量的0.05%。
3.根据权利要求1所述的Cr12冷作模具钢的制备方法，其特征在于，所述后处理包括铸件的后处理包括退火，淬火和回火；先进行退火：将铸件加热到860℃，保温2小时，随炉冷却到500℃；再进行淬火：将铸件加热到960℃，保温1.5小时，取出油淬；最后进行回火：回火温度为200℃，保温2小时。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310522450.2A CN103602921B (zh) | 2013-10-29 | 2013-10-29 | 一种冷作模具钢的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310522450.2A CN103602921B (zh) | 2013-10-29 | 2013-10-29 | 一种冷作模具钢的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103602921A true CN103602921A (zh) | 2014-02-26 |
| CN103602921B CN103602921B (zh) | 2015-11-18 |
Family
ID=50121182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310522450.2A Expired - Fee Related CN103602921B (zh) | 2013-10-29 | 2013-10-29 | 一种冷作模具钢的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103602921B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104532135A (zh) * | 2014-12-24 | 2015-04-22 | 河冶科技股份有限公司 | 冷作模具钢及其制备方法 |
| CN104889266A (zh) * | 2015-06-02 | 2015-09-09 | 烟台裕和汽车零部件有限公司 | 一种汽车车身热成形件修边冲孔模具制造工艺 |
| CN107299190A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-10-27 | 河南科技大学 | 一种适用于Cr12MoV的复合变质剂及其制备和使用方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1180759A (zh) * | 1997-09-18 | 1998-05-06 | 冶金工业部北京冶金设备研究院 | 多元高铬铸钢轧钢机组合式导板及其制造方法 |
| CN101717896A (zh) * | 2009-12-22 | 2010-06-02 | 上海大学 | 高强韧冷作模具钢及其制备方法 |
| CN102350476A (zh) * | 2011-08-04 | 2012-02-15 | 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 | 一种高碳高铬冷作模具钢大型饼类锻件的制造方法 |
-
2013
- 2013-10-29 CN CN201310522450.2A patent/CN103602921B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1180759A (zh) * | 1997-09-18 | 1998-05-06 | 冶金工业部北京冶金设备研究院 | 多元高铬铸钢轧钢机组合式导板及其制造方法 |
| CN101717896A (zh) * | 2009-12-22 | 2010-06-02 | 上海大学 | 高强韧冷作模具钢及其制备方法 |
| CN102350476A (zh) * | 2011-08-04 | 2012-02-15 | 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 | 一种高碳高铬冷作模具钢大型饼类锻件的制造方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104532135A (zh) * | 2014-12-24 | 2015-04-22 | 河冶科技股份有限公司 | 冷作模具钢及其制备方法 |
| CN104532135B (zh) * | 2014-12-24 | 2017-03-22 | 河冶科技股份有限公司 | 冷作模具钢及其制备方法 |
| CN104889266A (zh) * | 2015-06-02 | 2015-09-09 | 烟台裕和汽车零部件有限公司 | 一种汽车车身热成形件修边冲孔模具制造工艺 |
| CN107299190A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-10-27 | 河南科技大学 | 一种适用于Cr12MoV的复合变质剂及其制备和使用方法 |
| CN107299190B (zh) * | 2017-06-26 | 2019-04-05 | 河南科技大学 | 一种适用于Cr12MoV的复合变质剂及其制备和使用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103602921B (zh) | 2015-11-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100453674C (zh) | 一种低成本高耐磨性的过共晶高铬铸铁及其制造方法 | |
| CN102925783A (zh) | 一种过共晶高铬白口铸铁的制备方法 | |
| CN103882279B (zh) | 一种高强度灰铸铁件的熔炼方法 | |
| CN104131215B (zh) | 微合金化铸铁玻璃模具及其制造方法 | |
| CN104060157B (zh) | 一种过共晶高铬白口铸铁及其制备方法 | |
| CN104152787A (zh) | 一种球墨铸球及其制作方法 | |
| CN103146988B (zh) | 高耐热疲劳性合金球墨铸铁玻璃模具材料及其制备方法 | |
| CN105441782A (zh) | 一种球铁铸件及其制造方法 | |
| CN104060155B (zh) | 一种ht250铸件及其生产方法 | |
| CN107119221B (zh) | 一种微合金化高强度灰铸铁件及其熔炼方法 | |
| CN109457086A (zh) | 铌微合金化耐磨铸钢材料、其应用和制备方法 | |
| CN103789600A (zh) | 过共晶高铬铸铁制备方法 | |
| CN106191642A (zh) | 一种反击式破碎机用高铬合金耐磨衬板及其制备方法 | |
| CN103602921B (zh) | 一种冷作模具钢的制备方法 | |
| CN104152786A (zh) | 一种新型奥贝氏体磨球及其生产方法 | |
| CN104878299B (zh) | 粉末冶金耐磨耐蚀工具钢 | |
| CN102703835B (zh) | 一种铝压铸模用热作模具钢 | |
| CN109536664A (zh) | 一种蠕状石墨铸铁涡旋盘及其生产工艺 | |
| WO2023213334A1 (zh) | 一种高碳高合金钢的碳化物细化方法 | |
| CN104060153B (zh) | 一种ht200铸件及其生产方法 | |
| CN104213044A (zh) | 一种铜合金压铸模具钢及其制备方法 | |
| CN104131220A (zh) | 一种ht200铸件 | |
| CN1044496C (zh) | 多元高铬铸钢轧钢机组合式导板及其制造方法 | |
| CN105238988B (zh) | 一种灰铸铁孕育剂的制备方法及其应用 | |
| CN105177410B (zh) | 一种大型辊环冷型及其应用和制造工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20151118 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |