CN110218954B - 一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法，包括如下步骤：冶炼，锻造，粗加工，之后还进行超声波探伤，高倍组织检测，显微组织检测。本发明通过新型工艺控制，提高终锻温度，在VC未析出前，完成锻造工序；锻后及时退火，将“少量析出的VC”形成均匀分布的、细小颗粒状分布；能够提高产品探伤合格率。

Description

一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法
技术领域
本发明涉及合金钢制造技术领域，特别是一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法。
背景技术
4Cr13V实质在4Cr13基础上开发的塑料模具钢，钒元素的加入，有细化晶粒作用、有二次硬化作用、有高温工作时能保持高硬度的作用、有提高模具钢耐磨作用、有提高模具寿命作用等；经分析、验证，4Cr13V塑料模具钢，探伤不合格的原因是VC的存在，与其他因素无关，因此，如何提供一种提高产品探伤合格率的4Cr13V塑料模具钢的制备方法成为了亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种提高产品探伤合格率的4Cr13V塑料模具钢的制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法，所述塑料模具钢组成成分按质量百分比为C含量0.36-0.42，Si含量0.50-1.00，Mn含量0.40-0.60，S含量≤0.010，P含量≤0.025，Cr含量13.0-13.8，Ni含量≤0.30，V含量≤0.30，余量为Fe，包括S1冶炼、S2锻造及退火和S3粗加工步骤，所述S2锻造步骤包括以下子步骤：
S2.1、钢锭煤气加热炉分两段加热，第一段为≤650℃，保温时间为按钢锭的最大厚度，每毫米保温0.6-0.8分；第二段为1170±20℃，保温时间为按钢锭的最大厚度，每毫米保温0.6-0.8分，保温结束后第一序为压钳口；然后回炉加热至1170±20℃，保温时间为按钢锭的最大厚度，每毫米保温0.6-0.8分，然后进行第二序：镦粗，拔长到需要尺寸；
S2.2、锻造，锻造比≥5，始锻温度1170±20℃，终锻温度≥950℃，锻后空冷温度≥900℃，锻后立即装入炉温在940℃-960℃炉中退火，保温时间为按钢锭的最大厚度，每毫米保温3分。
进一步地，所述S1冶炼步骤包括如下子步骤：
S1.1、按该塑料模具钢组成成分配料并且增强铁合金烘烤；
S1.2、电炉垫石灰500Kg，测温≥1620℃，吹氧脱碳，控制最终碳含量0.28%±0.2%；
S1.3、预还原，加石灰500Kg，用硅铁脱氧，加纯铁降温，成渣后加Fe-Si粉80 Kg，吹氩气搅拌≥10分钟，出钢前Si含量调整到0.85%，滗渣；
S1.4、LF炉加石灰500Kg，帽渣150 Kg，帽渣出现白色后加Al线，按LF炉当次炼制总量，每吨加Al线6.0米，成分控制C为0.38%，Si为0.35%，Mn为0.50% ，Cr为13.00%，加Ca线，按LF炉当次炼制总量，每吨加Ca线5.0米，加Ba-Si 粉，按LF炉当次炼制总量，每吨加Ba-Si 粉1.0Kg，增强脱氧工作；
S1.5、VD炉抽真空，极限真空压力≤67Pa，时间≥12分钟；
S1.6、浇注，浇注温度1540℃-1545℃，作好钢锭模的清洁工作，控制好浇注温度。
进一步地，所述S1冶炼步骤完成后进行低倍组织检测，按GB/T226标准检测，中心疏松及锭型偏析≤2级，不得有白点、裂纹、缩孔、气泡。
进一步地，所述S3粗加工步骤包括以下子步骤：
S3.1、按SEP1921-1984标准超声波探伤合格后，锯床上锯平端面；
S3.2、铣床上小进刀量先铣一平面，没有大面积黑皮出现为止，翻面铣。
进一步地，所述步骤S2.2中退火后硬度≤HB255。
进一步地，所述S3粗加工步骤后进行超声波探伤：按SEP1921-1984标准进行超声波探伤，合格级别E/e级，单个缺陷≤Ф3的个数不得超过2个，且分散分布。
进一步地，所述S3粗加工步骤后进行高倍组织检测：按GB/T10561标准取样检测、评定非金属夹杂物，合格级别满足A类（硫化物类）细系≤1.0，粗系≤0.5，B类（氧化铝类）细系≤1.0，粗系≤1.0，C类（硅酸盐类）细系≤0.5，粗细≤0.5，D类（球状氧化物类）细系≤1.0，粗系≤0.5。
进一步地，所述S3粗加工步骤后进行尺寸公差检测，按GB/T908标准检测尺寸公差，厚度公差+5/-10mm，宽度公差-10/+15mm。
进一步地，所述退火后按GB/T1299标准取样显微组织检测，不允许有长条链状及大块碳化物存在。
本发明的目的除了提供一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法，还提供一种根据上述方法所制备的4Cr13V塑料模具钢。
本发明具有以下优点：本发明通过新型工艺控制，提高始锻终锻温度，在VC未析出前，完成锻造工序；锻后及时退火，将“少量析出的VC”形成均匀分布的、细小颗粒状分布；提高了产品探伤合格率。
具体实施方式
本发明通过新型工艺控制，提高始锻终锻温度，在VC未析出前，完成锻造工序；锻后及时退火，将“少量析出的VC”形成均匀分布的、细小颗粒状分布；提高了产品探伤合格率，具体实施方式如下所述。
一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法，所述塑料模具钢组成成分按质量百分比为C含量0.36-0.42，Si含量0.50-1.00，Mn含量0.40-0.60，S含量≤0.010，P含量≤0.025，Cr含量13.0-13.8，Ni含量≤0.30，V含量≤0.30，余量为Fe，包括S1冶炼、S2锻造及退火和S3粗加工步骤，所述S2锻造步骤包括以下子步骤：
S2.1、钢锭煤气加热炉分两段加热，第一段为≤650℃，保温时间为按钢锭的最大厚度，每毫米保温0.6-0.8分；第二段为1170±20℃，保温时间为按钢锭的最大厚度，每毫米保温0.6-0.8分，保温结束后第一序为压钳口；然后回炉加热至1170±20℃，保温时间为按钢锭的最大厚度，每毫米保温0.6-0.8分，然后进行第二序：镦粗，拔长到需要尺寸；
S2.2、锻造，锻造比≥5，始锻温度1170±20℃，终锻温度≥950℃，锻后空冷温度≥900℃，锻后立即装入炉温在940℃-960℃炉中退火，保温时间为按钢锭的最大厚度，每毫米保温3分。
所述S1冶炼步骤包括如下子步骤：
S1.1、按该塑料模具钢组成成分配料并且增强铁合金烘烤；
S1.2、电炉垫石灰500Kg，测温≥1620℃，吹氧脱碳，控制最终碳含量0.28%±0.2%；
S1.3、预还原，加石灰500Kg，用硅铁脱氧，加纯铁降温，成渣后加Fe-Si粉80 Kg，吹氩气搅拌≥10分钟，出钢前Si含量调整到0.85%，滗渣；
S1.4、LF炉加石灰500Kg，帽渣150 Kg，帽渣出现白色后加Al线，按LF炉当次炼制总量，每吨加Al线6.0米，成分控制C为0.38%，Si为0.35%，Mn为0.50% ，Cr为13.00%，加Ca线，按LF炉当次炼制总量，每吨加Ca线5.0米，加Ba-Si 粉，按LF炉当次炼制总量，每吨加Ba-Si 粉1.0Kg，增强脱氧工作；
S1.5、VD炉抽真空，极限真空压力≤67Pa，时间≥12分钟；
S1.6、浇注，浇注温度1540℃-1545℃，作好钢锭模的清洁工作，控制好浇注温度。
所述S1冶炼步骤完成后进行低倍组织检测，按GB/T226标准检测，中心疏松及锭型偏析≤2级，不得有白点、裂纹、缩孔、气泡。
所述S3粗加工步骤包括以下子步骤：
S3.1、按SEP1921-1984标准超声波探伤合格后，锯床上锯平端面；
S3.2、铣床上小进刀量先铣一平面，没有大面积黑皮出现为止，翻面铣。
所述步骤S2.2中退火后硬度≤HB255。
所述S3粗加工步骤后进行超声波探伤：按SEP1921-1984标准进行超声波探伤，合格级别E/e级，单个缺陷≤Ф3的个数不得超过2个，且分散分布。
所述S3粗加工步骤后进行高倍组织检测：按GB/T10561标准取样检测、评定非金属夹杂物，合格级别满足A类（硫化物类）细系≤1.0，粗系≤0.5，B类（氧化铝类）细系≤1.0，粗系≤1.0，C类（硅酸盐类）细系≤0.5，粗细≤0.5，D类（球状氧化物类）细系≤1.0，粗系≤0.5。
所述S3粗加工步骤后进行尺寸公差检测，按GB/T908标准检测尺寸公差，厚度公差+5/-10mm，宽度公差-10/+15mm。
所述锻造及退火步骤中所用锻造设备可优选4500吨快锻水压机，此步骤后按GB/T1299标准取样显微组织检测，不允许有长条链状及大块碳化物存在。

Claims (10)

1.一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法，所述塑料模具钢组成成分按质量百分比为C含量0.36-0.42，Si含量0.50-1.00，Mn含量0.40-0.60，S含量≤0.010，P含量≤0.025，Cr含量13.0-13.8，Ni含量≤0.30，V含量≤0.30，余量为Fe，其特征在于：包括S1冶炼、S2锻造及退火和S3粗加工步骤，所述S2锻造及退火步骤包括以下子步骤：
S2.1、钢锭煤气加热炉分两段加热，第一段为≤650℃，保温时间为按钢锭的最大厚度，每毫米保温0.6-0.8分；第二段为1170±20℃，保温时间为按钢锭的最大厚度，每毫米保温0.6-0.8分，保温结束后第一序为压钳口；然后回炉加热至1170±20℃，保温时间为按钢锭的最大厚度，每毫米保温0.6-0.8分，然后进行第二序：镦粗，拔长到需要尺寸；
S2.2、锻造，锻造比≥5，始锻温度1170±20℃，终锻温度≥950℃，锻后立即装入炉温在950±10℃炉中退火，保温时间为按钢锭的最大厚度，每毫米保温3分。
2.根据权利要求1所述的一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法，其特征在于：所述S1冶炼步骤包括如下子步骤：
S1.1、按该塑料模具钢组成成分配料并且增强铁合金烘烤；
S1.2、电炉垫石灰500Kg，测温≥1620℃，吹氧脱碳，控制最终碳含量0.28%±0.2%；
S1.3、预还原，加石灰500Kg，用硅铁脱氧，加纯铁降温，成渣后加Fe-Si粉80 Kg，吹氩气搅拌≥10分钟，出钢前Si含量调整到0.85%，滗渣；
S1.4、LF炉加石灰500Kg，帽渣150 Kg，帽渣出现白色后加Al线，按LF炉当次炼制总量，每吨加Al线6.0米，成分控制C为0.38%，Si为0.35%，Mn为0.50% ，Cr为13.00%，加Ca线，按LF炉当次炼制总量，每吨加Ca线5.0米，加Ba-Si 粉，按LF炉当次炼制总量，每吨加Ba-Si 粉1.0Kg，增强脱氧工作；
S1.5、VD炉抽真空，极限真空压力≤67Pa，时间≥12分钟；
S1.6、浇注，浇注温度1540℃-1545℃，作好钢锭模的清洁工作，控制好浇注温度。
3.根据权利要求1所述的一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法，其特征在于：所述S1冶炼步骤完成后进行低倍组织检测，按GB/T226标准检测，中心疏松及锭型偏析≤2级，不得有白点、裂纹、缩孔、气泡。
4.根据权利要求1所述的一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法，其特征在于：所述S3粗加工步骤包括以下子步骤：
S3.1、按SEP1921-1984标准超声波探伤合格后，锯床上锯平端面；
S3.2、铣床上小进刀量先铣一平面，没有大面积黑皮出现为止，翻面铣。
5.根据权利要求1所述的一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法，其特征在于：所述步骤S2.2中退火后硬度≤HB255。
6.根据权利要求1所述的一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法，其特征在于：所述S3粗加工步骤后进行超声波探伤：按SEP1921-1984标准进行超声波探伤，合格级别E/e级，单个缺陷≤Ф3的个数不得超过2个，且分散分布。
7.根据权利要求1所述的一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法，其特征在于：所述S3粗加工步骤后进行高倍组织检测：按GB/T10561标准取样检测、评定非金属夹杂物，合格级别满足A类（硫化物类）细系≤1.0，粗系≤0.5，B类（氧化铝类）细系≤1.0，粗系≤1.0，C类（硅酸盐类）细系≤0.5，粗细≤0.5，D类（球状氧化物类）细系≤1.0，粗系≤0.5。
8.根据权利要求1所述的一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法，其特征在于：所述S3粗加工步骤后进行尺寸公差检测，按GB/T908标准检测尺寸公差，厚度公差+5/-10mm，宽度公差-10/+15mm。
9.根据权利要求1所述的一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法，其特征在于：所述锻造及退火步骤后按GB/T1299标准取样显微组织检测，不允许有长条链状及大块碳化物存在。
10.一种4Cr13V塑料模具钢，其特征在于：其是根据权利要求1-9任意一项所制备的。
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