CN106011420B - 一种高均匀性工模具钢的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高均匀性工模具钢的制备方法，步骤为：对工模具钢进行熔炼、浇铸后，得到自耗电极棒；对自耗电极棒进行电渣重熔，得到工模具钢铸锭；对工模具钢铸锭进行去应力退火处理，消除工模具钢铸锭的内部应力；对退火后的工模具钢铸锭在800～1000℃的温度下开坯，改变铸锭内部组织状态；对低温开坯后的工模具钢铸锭在1000～1100℃的温度下加热2～10h，使铸锭内部碳化物分解球化、尺寸细化；对高温球化处理后的工模具钢铸锭进行常规加工，得到最终产品。采用本方法生产出的工模具钢，碳化物尺寸细小、分布均匀，产品组织质量高。
Description
技术领域
本发明涉及一种工模具钢的制备方法，具体涉及一种提高工模具钢组织质量的方法。
背景技术
工模具钢是指高速钢和模具钢，具有高硬度、高耐磨性等优点，广泛应用于制造切削工具、精密模具等。为保证工模具钢的性能要求，工模具钢采用高碳高合金的成分设计思路，添加大量的碳和合金元素，形成大量的硬质、稳定的合金碳化物。然而，这同时使工模具钢易产生以碳化物粗大、分布不均匀为主要特征的组织质量问题，导致其硬度、红硬性和耐磨性下降。因此，细化碳化物尺寸、改善其分布，提高材料组织均匀性，是提高工模具钢性能的关键因素。
目前，工模具钢生产工艺流程为：冶炼→浇铸成电极棒→电渣重熔→高温开坯、锻造、轧制→拉拔。在该流程中，改善组织质量主要依赖高温开坯、锻造、轧制等热加工手段，开坯温度高，通常在1150℃左右。这种方法的工作原理在于利用高温形变过程中产生的强烈流变应力，对碳化物进行机械破碎和分离，从而使碳化物尺寸细化、分布改善。这种方法只有在锻压比很大的情况下(锻压比大于16)对碳化物分布的改善效果才明显，但对碳化物尺寸的细化效果不够理想，碳化物尺寸仍很粗大(可达15μm以上)，达不到高品质工模具钢对组织质量的严格要求。如何细化碳化物尺寸、提高组织均匀性，一直以来是高性能工模具钢生产中亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种高均匀性工模具钢的制备方法，以解决传统工艺方法生产的工模具钢碳化物粗大、组织质量差的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种高均匀性工模具钢的制备方法，包括以下步骤：
(1)熔炼：对工模具钢进行熔炼、浇铸后，得到自耗电极棒；
(2)电渣重熔：对步骤(1)得到的自耗电极棒进行电渣重熔，得到工模具钢铸锭；
(3)去应力退火：对步骤(2)得到的工模具钢铸锭进行去应力退火处理，消除工模具钢铸锭的内部应力；
(4)低温开坯：对步骤(3)退火后的工模具钢铸锭在不高于1000℃的温度下开坯，改变铸锭内部组织状态；
(5)高温球化处理：对步骤(4)低温开坯后的工模具钢铸锭在不低于1000℃的温度下加热，使铸锭内部碳化物分解球化、尺寸细化；
(6)锻造、轧制：对步骤(5)高温球化处理后的工模具钢铸锭进行常规加工，得到最终产品。
步骤(3)中，去应力退火处理的步骤是：将工模具钢铸锭在720-800℃保温8-16h。
步骤(4)中，工模具钢铸锭的开坯温度控制在800～1000℃。
步骤(5)中，高温球化处理温度为1000～1100℃，时间为2～10h。
步骤(4)先于步骤(5)进行，二者顺序不能颠倒。
有益效果：本发明提供的方法与传统方法采用高温开坯、锻造、轧制的工艺路线不同，本发明在常规锻造、轧制之前引入“低温开坯+高温球化”工序，即对铸锭预先进行低温开坯，利用变形应力改变铸锭内部组织状态，而后采用高温球化处理，使碳化物发生明显分解球化、细化，最终达到显著降低碳化物尺寸、提高工模具钢组织质量的目的。
本发明通过采用“低温开坯+高温球化”工艺方案，使工模具钢碳化物尺寸显著细化、分布改善，获得碳化物细小、均匀分布的组织，显著提升工模具钢组织均匀性，解决了传统工艺方法生产的工模具钢组织质量不佳的难题。
具体实施方式
本发明在常规锻造、轧制之前引入“低温开坯+高温球化”工序，即对铸锭预先进行低温开坯，利用变形应力改变铸锭内部组织状态，而后采用高温球化处理，使碳化物发生明显分解球化、细化，最终达到显著降低碳化物尺寸、提高工模具钢组织质量的目的。本发明的改进点主要体现在两个方面：
1、与传统方法采用对铸锭高温开坯、锻造、轧制的工艺路线不同，本发明在常规锻造轧制之前预先对工模具钢铸锭在800～1000℃低温开坯，严格控制加工温度不能过高。利用低温开坯，改变铸锭内部组织状态，为后续高温球化处理做好组织准备。
2、对低温开坯的工模具钢铸锭在1000～1100℃加热2～10h，进行高温球化处理，促进碳化物分解和球化、细化碳化物尺寸。
通过上述两方面的共同改进，显著细化工模具钢碳化物尺寸、提高组织质量。
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
实施例1：
(1)熔炼：对M2高速钢进行熔炼、浇铸后，得到电渣重熔用的自耗电极棒；
(2)电渣重熔：对自耗电极棒进行电渣重熔，得到M2高速钢铸锭；
(3)去应力退火：对M2高速钢铸锭在760℃保温12h，进行去应力退火处理，消除铸锭内部应力；
(4)低温开坯：对退火后M2高速钢铸锭在800℃低温开坯，改变铸锭内部组织状态；
(5)高温球化处理：对开坯后的M2高速钢铸锭在1000℃加热10h，使铸锭内部碳化物分解球化、尺寸细化；
(6)锻造、轧制：对球化处理后的M2高速钢铸锭进行锻造、轧制等常规加工，得到最终产品，碳化物不均匀度达0.5级，大颗粒碳化物尺寸达5.4μm。
实施例2：
(1)熔炼：对M42高速钢进行熔炼、浇铸后，得到电渣重熔用的自耗电极棒；
(2)电渣重熔：对自耗电极棒进行电渣重熔，得到M42高速钢铸锭；
(3)去应力退火：对M42高速钢铸锭在800℃保温8h，进行去应力退火处理，消除铸锭内部应力；
(4)低温开坯：对退火后M42高速钢铸锭在850℃低温开坯，改变铸锭内部组织状态；
(5)高温球化处理：对开坯后的M42高速钢铸锭在1030℃加热6h，使铸锭内部碳化物分解球化、尺寸细化；
(6)锻造、轧制：对球化处理后的M42高速钢铸锭进行锻造、轧制等常规加工，得到最终产品，碳化物不均匀度达0.5级，大颗粒碳化物尺寸达7.2μm。
实施例3：
(1)熔炼：对D2模具钢进行熔炼、浇铸后，得到电渣重熔用的自耗电极棒；
(2)电渣重熔：对自耗电极棒进行电渣重熔，得到D2模具钢铸锭；
(3)去应力退火：对D2模具钢铸锭在740℃保温14h，进行去应力退火处理，消除铸锭内部应力；
(4)低温开坯：对退火后D2模具钢铸锭在900℃低温开坯，改变铸锭内部组织状态；
(5)高温球化处理：对开坯后的D2模具钢铸锭在1060℃加热4h，使铸锭内部碳化物分解球化、尺寸细化；
(6)锻造、轧制：对球化处理后的D2模具钢铸锭进行锻造、轧制等常规加工，得到最终产品，碳化物不均匀度达1.5级，大颗粒碳化物尺寸达9.4μm。
实施例4：
(1)熔炼：对D3模具钢进行熔炼、浇铸后，得到电渣重熔用的自耗电极棒；
(2)电渣重熔：对自耗电极棒进行电渣重熔，得到D3模具钢铸锭；
(3)去应力退火：对D3模具钢铸锭在750℃保温10h，进行去应力退火处理，消除铸锭内部应力；
(4)低温开坯：对退火后D3模具钢铸锭在950℃低温开坯，改变铸锭内部组织状态；
(5)高温球化处理：对开坯后的D3模具钢铸锭在1100℃加热2h，使铸锭内部碳化物分解球化、尺寸细化；
(6)锻造、轧制：对球化处理后的D3模具钢铸锭进行锻造、轧制等常规加工，得到最终产品，碳化物不均匀度达2.0级，大颗粒碳化物尺寸达10.3μm。
实施例5：
(1)熔炼：对W9高速钢进行熔炼、浇铸后，得到电渣重熔用的自耗电极棒；
(2)电渣重熔：对自耗电极棒进行电渣重熔，得到W9高速钢铸锭；
(3)去应力退火：对W9高速钢铸锭在780℃保温10h，进行去应力退火处理，消除铸锭内部应力；
(4)低温开坯：对退火后W9高速钢铸锭在1000℃低温开坯，改变铸锭内部组织状态；
(5)高温球化处理：对开坯后的W9高速钢铸锭在1020℃加热8h，使铸锭内部碳化物分解球化、尺寸细化；
(6)锻造、轧制：对球化处理后的W9高速钢铸锭进行锻造、轧制等常规加工，得到最终产品，碳化物不均匀度达0.5级，大颗粒碳化物尺寸达6.3μm。
实施例6：
(1)熔炼：对M2高速钢进行熔炼、浇铸后，得到电渣重熔用的自耗电极棒；
(2)电渣重熔：对自耗电极棒进行电渣重熔，得到M2高速钢铸锭；
(3)去应力退火：对M2高速钢铸锭在770℃保温14h，进行去应力退火处理，消除铸锭内部应力；
(4)低温开坯：对退火后M2高速钢铸锭在820℃低温开坯，改变铸锭内部组织状态；
(5)高温球化处理：对开坯后的M2高速钢铸锭在1050℃加热4h，使铸锭内部碳化物分解球化、尺寸细化；
(6)锻造、轧制：对球化处理后的M2高速钢铸锭进行锻造、轧制等常规加工，得到最终产品，碳化物不均匀度达1.0级，大颗粒碳化物尺寸达5.9μm。
实施例7：
(1)熔炼：对M42高速钢进行熔炼、浇铸后，得到电渣重熔用的自耗电极棒；
(2)电渣重熔：对自耗电极棒进行电渣重熔，得到M42高速钢铸锭；
(3)去应力退火：对M42高速钢铸锭在790℃保温9h，进行去应力退火处理，消除铸锭内部应力；
(4)低温开坯：对退火后M42高速钢铸锭在880℃低温开坯，改变铸锭内部组织状态；
(5)高温球化处理：对开坯后的M42高速钢铸锭在1080℃加热6h，使铸锭内部碳化物分解球化、尺寸细化；
(6)锻造、轧制：对球化处理后的M42高速钢铸锭进行锻造、轧制等常规加工，得到最终产品，碳化物不均匀度达1.0级，大颗粒碳化物尺寸达7.5μm。
实施例8：
(1)熔炼：对D2模具钢进行熔炼、浇铸后，得到电渣重熔用的自耗电极棒；
(2)电渣重熔：对自耗电极棒进行电渣重熔，得到D2模具钢铸锭；
(3)去应力退火：对D2模具钢铸锭在730℃保温15h，进行去应力退火处理，消除铸锭内部应力；
(4)低温开坯：对退火后D2模具钢铸锭在970℃低温开坯，改变铸锭内部组织状态；
(5)高温球化处理：对开坯后的D2模具钢铸锭在1090℃加热4h，使铸锭内部碳化物分解球化、尺寸细化；
(6)锻造、轧制：对球化处理后的D2模具钢铸锭进行锻造、轧制等常规加工，得到最终产品，碳化物不均匀度达1.5级，大颗粒碳化物尺寸达9.8μm。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种高均匀性工模具钢的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）熔炼：对工模具钢进行熔炼、浇铸后，得到自耗电极棒；
（2）电渣重熔：对步骤（1）得到的自耗电极棒进行电渣重熔，得到工模具钢铸锭；
（3）去应力退火：对步骤（2）得到的工模具钢铸锭进行去应力退火处理，消除工模具钢铸锭的内部应力；
（4）低温开坯：对步骤（3）退火后的工模具钢铸锭在不高于1000℃的温度下开坯，改变铸锭内部组织状态；
（5）高温球化处理：对步骤（4）低温开坯后的工模具钢铸锭在1000~1100℃的温度下加热，时间为2~10h，使铸锭内部碳化物分解球化、尺寸细化；
其中，步骤（4）先于步骤（5）进行，二者顺序不能颠倒；
（6）锻造、轧制：对步骤（5）高温球化处理后的工模具钢铸锭进行常规加工，得到最终产品。
2.根据权利要求1所述的高均匀性工模具钢的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，去应力退火处理的步骤是：将工模具钢铸锭在720-800℃保温8-16h。
3.根据权利要求1所述的高均匀性工模具钢的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，开坯温度为800~1000℃。
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|---|---|---|---|---|
| CN108220562B (zh) * | 2018-01-08 | 2019-07-19 | 东南大学 | 一种工模具钢相变热处理方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102912236A (zh) * | 2012-11-13 | 2013-02-06 | 北京科技大学 | 一种高性能耐磨热作模具钢及其制备工艺 |
| CN103131933A (zh) * | 2013-03-18 | 2013-06-05 | 东南大学 | 一种高速钢的制备方法 |
| CN105063310A (zh) * | 2015-08-17 | 2015-11-18 | 中原特钢股份有限公司 | 一种高铬耐腐蚀塑料模具钢的组织超细化处理工艺 |
| CN105274437A (zh) * | 2015-10-08 | 2016-01-27 | 如皋市宏茂重型锻压有限公司 | 一种抗热疲劳高性能热作模具钢及其制造工艺 |
| CN106086673A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-11-09 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 一种热作模具钢板及其制备方法 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102912236A (zh) * | 2012-11-13 | 2013-02-06 | 北京科技大学 | 一种高性能耐磨热作模具钢及其制备工艺 |
| CN103131933A (zh) * | 2013-03-18 | 2013-06-05 | 东南大学 | 一种高速钢的制备方法 |
| CN105063310A (zh) * | 2015-08-17 | 2015-11-18 | 中原特钢股份有限公司 | 一种高铬耐腐蚀塑料模具钢的组织超细化处理工艺 |
| CN105274437A (zh) * | 2015-10-08 | 2016-01-27 | 如皋市宏茂重型锻压有限公司 | 一种抗热疲劳高性能热作模具钢及其制造工艺 |
| CN106086673A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-11-09 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 一种热作模具钢板及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 高速钢热塑性与热加工工艺试验研究;孙绍华等;《钢铁研究总院学报》;19880331;第8卷(第1期);前言第1段，结论第3段 * |
| 高速钢锭的轧制开坯;阮明;《特殊钢》;19920531;第13卷(第5期);全文 * |
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