CN109680212A - 提高Cr12MoV模铸钢锭内部质量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及提高Cr12MoV模铸钢锭内部质量的方法，属于钢铁冶金技术领域。本发明所要解决的技术问题是现有Crl2MoV厚扁模具钢内部疏松、缩孔类缺陷明显。本发明提供提高Cr12MoV模铸钢锭内部质量的方法，采用下注法模铸钢锭，浇注温度控制在1450℃～1470℃，锭身浇注时间控制在6～8min，冒口填充时间控制在5min以内。本发明生产的模铸扁锭经锻造开坯后轧制成厚度为120mm及以上模具厚扁钢，内部质量良好，其经超声波探伤未发现疏松或缩孔类缺陷。

Description

提高Cr12MoV模铸钢锭内部质量的方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及提高Cr12MoV模铸钢锭内部质量的方法。
背景技术
模具钢是用来制造冷冲模、热锻模、压铸模等模具的钢种，其中冷作模具钢是指使金属在冷态下变形或成形所使用的模具钢。Crl2MoV钢是现有市场上应用最广泛的冷作模具钢材料，其具有较高的淬透性、淬硬性、耐磨性，高温抗氧化性能好，因此作为通用型冷作模具钢材料广泛应用于制造各种用途的冷作模具，例如形状复杂的冲孔凹模、冷挤压模、滚螺纹轮、冷剪切刀和精密量具等。然而，这类冷作模具钢属于莱氏体钢，由于钢中含有大量Cr、Mo、V等碳化物形成元素，在凝固和共析转变过程中会形成大量共晶碳化物，且凝固过程钢坯心部易产生严重的成分偏析和疏松、缩孔类缺陷，导致钢材的热塑性差，后续热加工时疏松如果不能焊合，就会扩展成为裂纹，导致成品超声波探伤不合格，造成成品降级或报废处理。
目前，国内多采用模铸钢锭+锻造开坯+轧制成材的工艺生产厚度为120mm及以上的厚扁模具钢，因成品厚度较厚，对应模铸钢锭尺寸较大，其内部疏松或缩孔类缺陷的产生几率较常规钢锭大。因此，如何改进冶炼工艺来改善模铸钢锭内部疏松、缩孔类缺陷，从而提高Cr12MoV模铸钢锭内部质量显得非常重要。目前国内在钢锭内部质量控制方面的专利或文章较多，但针对Cr12MoV模铸钢锭内部质量的改进方法鲜见报道。
发明内容
本发明解决的技术问题是现有Crl2MoV厚扁模具钢内部疏松、缩孔类缺陷明显。
本发明解决上述问题的技术方案是提供提高Cr12MoV模铸钢锭内部质量的方法，包括采用下注法模铸钢锭的步骤，其中浇注温度控制在1450℃～1470℃，锭身浇注时间控制在6～8min，冒口填充时间控制在5min以内。
其中，Cr12MoV模铸钢锭的化学成分以质量百分数计控制为碳1.45％～1.70％、硅≤0.40％、锰≤0.40％、磷≤0.030％、硫≤0.020％、铬11.00％～12.50％、钼0.40％～0.60％、钒0.15％～0.30％，余量为铁及杂质。
其中，Cr12MoV模铸钢锭为方型锭、圆锭、扁锭中的一种。
作为优选的，Cr12MoV模铸钢锭为3.2t扁锭。
其中，模铸钢锭过程钢锭模需按要求进行清刷整理，保证浇注前有30～100℃的模温。
其中，模铸钢锭过程钢锭分两盘浇注，每盘钢锭模尽量按对称布置摆放在底板上，底板要趁热砌制，冷底板要预热到100℃以上方可砌制。
进一步的，第一盘浇注温度1450～1460℃，锭身浇注时间6～8min，冒口填充时间≤5min，第二盘浇注温度1460～1470℃，锭身浇注时间7～8min，冒口填充时间≤5min。
其中，本发明提高Cr12MoV模铸钢锭内部质量的方法还包括锻造开坯的步骤，具体为模铸钢锭后红送钢锭至锻造工序，动模时间为150～200min。
本发明还提供Cr12MoV厚扁模具钢的制备方法，按照上述方法得到模铸钢锭后，经锻造开坯轧制成厚扁模具钢，厚扁模具钢厚度为120mm及以上。
本发明的有益效果：
本发明对浇注温度、浇注时间等工艺参数进行了严格控制，生产的Cr12MoV模铸钢锭经锻造开坯后轧制得到内部质量良好的厚扁模具钢，其经超声波探伤未发现疏松或缩孔类缺陷；本发明通过浇注3.2t扁锭，同时配合两盘浇注确保浇注过程设备的稳定性及便于重量的精确控制，可得到内部质量良好的厚度在120mm及以上厚扁模具钢。
具体实施方式
本发明提供提高Cr12MoV模铸钢锭内部质量的方法，包括采用下注法模铸钢锭的步骤，其中浇注温度控制在1450℃～1470℃，锭身浇注时间控制在6～8min，冒口填充时间控制在5min以内。
我们发现，浇注温度高对钢锭的质量具有一系列不利的影响：①钢液吸气严重，钢锭的皮下气泡和内部气泡多，白点等缺陷也相应严重；②钢液液态收缩大，缩孔疏松严重；③钢锭凝固时间长，由于钢液选分结晶使得宏观偏析严重，柱状晶发达。但是，如果浇注温度过低，则易发生①钢液流经汤道时发生冻结的现象；②钢液粘调，非金属夹杂物不易上浮。
浇注时间(即浇注速度)分为锭身浇注时间和冒口填充时间，如果注速过快，同一时间内带入钢锭模内的热量增加，整个钢锭的凝固时间延长，成分偏析严重，夹杂物增多，气体也不易排出。浇注速度与浇注温度、钢种、锭型、冶炼方法等有直接关系，在锭型和钢种确定的前提下，浇注速度主要是与浇注温度相配合。浇注速度与浇注温度是密不可分的，必须根据注温调节注速。
其中，Cr12MoV模铸钢锭的化学成分以质量百分数计控制为碳1.45％～1.70％、硅≤0.40％、锰≤0.40％、磷≤0.030％、硫≤0.020％、铬11.00％～12.50％、钼0.40％～0.60％、钒0.15％～0.30％，余量为铁及杂质。
其中，Cr12MoV模铸钢锭为方型锭、圆锭、扁锭中的一种。
作为优选的，Cr12MoV模铸钢锭为3.2t扁锭。通过大量实验发现，生产120mm及以上厚度的厚扁模具钢需采用3.2t扁锭方能使其锻造、轧制过程成才率最高，生产孔型匹配最合理。
其中，模铸钢锭过程钢锭模需按要求进行清刷整理，保证浇注前有30～100℃的模温。
其中，模铸钢锭过程钢锭分两盘浇注，每盘钢锭模尽量按对称布置摆放在底板上，底板要趁热砌制，冷底板要预热到100℃以上方可砌制。本发明采用两盘浇注，同一钢包浇注完第一盘后，紧接着进行第二盘浇注，确保浇注过程设备的稳定性以及便于重量的精确控制。
进一步的，第一盘浇注温度1450～1460℃，锭身浇注时间6～8min，冒口填充时间≤5min，第二盘浇注温度1460～1470℃，锭身浇注时间7～8min，冒口填充时间≤5min。
其中，本发明提高Cr12MoV模铸钢锭内部质量的方法还包括锻造开坯的步骤，具体为模铸钢锭后红送钢锭至锻造工序，动模时间为150～200min。动模时间对钢锭内部质量有较大的影响，动模时间控制不合理，极容易造成钢锭心部最后凝固位置出现孔洞或裂纹等缺陷。为更好的控制模铸钢锭内部质量，本发明通过试验对Cr12MoV模铸钢锭的红送动模时间进行了优化，确定最佳动模时间为150～200min。
本发明还提供Cr12MoV厚扁模铸钢的制备方法，按照上述方法得到模铸钢锭后，经锻造开坯轧制成厚扁模具钢，厚扁模具钢厚度为120mm及以上。
以下通过实施例对本发明作进一步的解释和说明。
提高最终模具钢内部质量的关键在于提高模铸钢锭的内部质量，因此本发明在对模铸钢锭过程的浇注温度、浇注时间等工艺参数进行了严格的控制以后，再根据所得模铸钢锭对现有的锻造、轧制技术进行相应的适应性调整，最终得到厚扁模具钢成品。
实施例1
该实施例是运用本发明的提高Cr12MoV模铸钢锭内部质量的方法来浇注3.2t扁锭，模铸过程采用的是下注法，具体为将精炼完成后的过热度为52℃的钢水(过热度是指钢水温度超过该钢种熔点的度数)，通过中注管注入到钢锭模内，经钢锭模散热空冷后形成所需扁锭。浇注前对钢锭模进行清刷整理，确认模温为60℃，钢锭分两盘浇注，每盘6支锭模均对称布置摆放在底板上，底板趁热砌制。钢锭第一盘和第二盘浇注温度分别为1464℃和1457℃，锭身浇注时间分别为6.4min和6.5分钟，冒口填充时间分别为4.2min和4.4min；所述钢锭为红送钢锭，动模时间为155min；模铸钢锭后红送至锻造车间经加热、采用4500t锻压机锻造开坯后送轧制车间进行再加热、轧制最终成品。
采用该方法生产的Cr12MoV 3.2t模铸扁锭经锻造开坯轧制成厚度为140mm的模具厚扁钢，经超声波探伤检测未发现有内部疏松或缩孔类缺陷，且外表面质量也较好，无其他缺陷。
实施例2
该实施例是运用本发明的提高Cr12MoV模铸钢锭内部质量的方法来浇注3.2t扁锭，模铸过程采用的是下注法，具体为将精炼完成后的过热度为58℃的钢水，通过中注管注入到钢锭模内，经钢锭模散热空冷后形成所需扁锭。浇注前对钢锭模进行清刷整理，确认模温为60℃，钢锭分两盘浇注，每盘6支锭模均对称布置摆放在底板上，底板趁热砌制。钢锭第一盘和第二盘浇注温度分别为1465℃和1456℃，锭身浇注时间分别为7.2min和7.3分钟，冒口填充时间分别为3.9min和4.1min；所述钢锭为红送钢锭，动模时间为175min；模铸钢锭后红送至锻造车间经加热、采用4500t锻压机锻造开坯后送轧制车间进行再加热、轧制最终成品。
采用该方法生产的Cr12MoV 3.2t模铸扁锭经锻造开坯轧制成厚度为200mm的模具厚扁钢，经超声波探伤检测未发现有内部疏松或缩孔类缺陷，且外表面质量也较好，无其他缺陷。

Claims (10)

1.提高Cr12MoV模铸钢锭内部质量的方法，包括采用下注法模铸钢锭的步骤，其特征在于：浇注温度控制在1450℃～1470℃，锭身浇注时间控制在6～8min，冒口填充时间控制在5min以内。
2.根据权利要求1所述的提高Cr12MoV模铸钢锭内部质量的方法，其特征在于：所述Cr12MoV模铸钢锭的化学成分以质量百分数计控制为碳1.45％～1.70％、硅≤0.40％、锰≤0.40％、磷≤0.030％、硫≤0.020％、铬11.00％～12.50％、钼0.40％～0.60％、钒0.15％～0.30％，余量为铁及杂质。
3.根据权利要求1或2所述的提高Cr12MoV模铸钢锭内部质量的方法，其特征在于：所述Cr12MoV模铸钢锭为方型锭、圆锭、扁锭中的一种。
4.根据权利要求1～3任一项所述的提高Cr12MoV模铸钢锭内部质量的方法，其特征在于：所述Cr12MoV模铸钢锭为3.2t扁锭。
5.根据权利要求1～4任一项所述的提高Cr12MoV模铸钢锭内部质量的方法，其特征在于：所述模铸钢锭过程钢锭模需按要求进行清刷整理，保证浇注前有30～100℃的模温。
6.根据权利要求1～5任一项所述的提高Cr12MoV模铸钢锭内部质量的方法，其特征在于：所述模铸钢锭过程钢锭分两盘浇注，每盘钢锭模尽量按对称布置摆放在底板上，底板要趁热砌制，冷底板要预热到100℃以上方可砌制。
7.根据权利要求6所述的提高Cr12MoV模铸钢锭内部质量的方法，其特征在于：所述第一盘浇注温度1450～1460℃，锭身浇注时间6～8min，冒口填充时间≤5min，第二盘浇注温度1460～1470℃，锭身浇注时间7～8min，冒口填充时间≤5min。
8.根据权利要求1～7任一项所述的提高Cr12MoV模铸钢锭内部质量的方法，其特征在于：模铸钢锭后红送钢锭至锻造工序，动模时间为150～200min。
9.Cr12MoV厚扁模具钢的制备方法，其特征在于：采用如权利要求1～8任一项所述提高Cr12MoV模铸钢锭内部质量的方法，得到模铸钢锭后，经锻造开坯轧制成厚扁模具钢。
10.根据权利要求9所述的Cr12MoV厚扁模具钢的制备方法，其特征在于：所述厚扁模具钢厚度为120mm及以上。
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