CN112442624B - 一种模具钢加工冶炼方法 - Google Patents
一种模具钢加工冶炼方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112442624B CN112442624B CN201910817229.7A CN201910817229A CN112442624B CN 112442624 B CN112442624 B CN 112442624B CN 201910817229 A CN201910817229 A CN 201910817229A CN 112442624 B CN112442624 B CN 112442624B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steel
- intermediate frequency
- frequency furnace
- temperature
- molten steel
- 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.)
- Active
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 198
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 198
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 30
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims description 29
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 27
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 19
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 9
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 5
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 5
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 5
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 5
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 5
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 5
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 5
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 5
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004512 die casting Methods 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 2
- 229910001339 C alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N methylidyneiron Chemical compound [C].[Fe] QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
本发明公开了一种模具钢加工冶炼方法，具体涉及冶炼技术领域，步骤一，将废钢收集集中清洗处理备用；步骤二，将废钢加入至中频炉内，升温进行冶炼，控制炉温度为1500‑1600℃；步骤三，控制中频炉保持温度冶炼3‑5小时后，加入渣料对钢水的化学成分进行调整，然后在中频炉内注入足量的氧气，并加入氧化剂，使钢水进行氧化反应，去除钢水中的气体、非金属杂质和各类杂质；本发明具有较高的耐热性，且通过严格控制有害元素P、S含量，使钢的冲击值得到了提高，各向异性也随之得到了改善，同时对疲劳性能也有改善，减少热裂纹改善疲劳性能。
Description
技术领域
本发明涉及冶炼技术领域，更具体地说，本发明涉及一种模具钢加工冶炼方法。
背景技术
钢，是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.11%之间的铁碳合金的统称。钢的化学成分可以有很大变化，只含碳元素的钢称为碳素钢（碳钢）或普通钢；在实际生产中，钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素，比如：锰、镍、钒等等。
模具钢是用来制造冷冲模、热锻模、压铸模等模具的钢种。模具是机械制造、无线电仪表、电机、电器等工业部门中制造零件的主要加工工具。模具的质量直接影响着压力加工工艺的质量、产品的精度产量和生产成本。
模具钢大致可分为：冷轧模具钢、热轧模具钢和塑料模具钢三类，用于锻造、冲压、切型、压铸等。由于各种模具用途不同，工作条件复杂，因此对模具用钢，按其所制造模具的工作条件，应具有高的硬度、强度、耐磨性，足够的韧性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。由于这类用途不同，工作条件复杂，因此对模具用钢的性能要求也不同。
在一些使用环境严酷和复杂的应用场景中，对模具钢的要求很高，现有的模具钢在应用的过程中容易出现耐久性、耐热性和耐磨性不够，在使用过程中发生变形等现象。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种模具钢加工冶炼方法，通过在精炼的过程中采用电渣浇铸和精锻配合着多次合理的退火，使钢锭在处理的过程中，其内部组织始终达到或接近平衡状态，并调节精炼钢锭内部的应力，能够提高模具钢的整体力学性能，其内部组织趋于稳定，以保证在以后的使用过程中不再发生变形，具有较高的耐热性、耐久性和耐磨性，且通过严格控制有害元素P、S含量，使钢的冲击值得到了提高，各向异性也随之得到了改善，同时对疲劳性能也有改善，减少热裂纹改善疲劳性能。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种模具钢加工冶炼方法，包括以下步骤：
步骤一，将废钢收集集中清洗处理备用；
步骤二，将废钢加入至中频炉内，升温进行冶炼，控制炉温度为1500-1600℃；
步骤三，控制中频炉保持温度冶炼3-5小时后，加入渣料对钢水的化学成分进行调整，然后在中频炉内注入足量的氧气，并加入氧化剂，使钢水进行氧化反应，去除钢水中的气体、非金属杂质和各类杂质，并利用反应时释放的温度使中频炉内温度升高，在温度1600-1650℃时注入惰性气体，控制中频炉内的氧化反应，对中频炉内的温度进行保持；
步骤四，向中频炉内添加脱氧剂去氧，控制中频炉内的温度为1400-1500℃，对中频炉内部进行加压，然后添加造渣剂，并对钢水进行搅拌20-30min，然后将中频炉内的钢水进行真空精炼处理，完成二次冶炼；
步骤五，将精炼后的钢水进行电渣浇铸，强迫钢水由底部向上逐渐凝固，获得趋于轴向结晶的致密钢锭，然后对钢锭进行第一次退火处理，将处理后的钢锭利用初轧机开坯，对钢锭加温至1000-1200℃并保温，然后依次进行锤锻、精锻和快锻处理，获取精炼钢锭；
步骤六，将精炼钢锭进行第二次退火，调节精炼钢锭内部的应力，使金属内部组织达到或接近平衡状态，然后对精炼钢锭加温至1000-1200℃并保温，使其转化为奥氏体，并对其进行精锻，得到模具钢成品；
步骤七，将模具钢成品进行精整成材，包装完成后检验入库整齐码放。
在一个优选地实施方式中，所述步骤三中，钢水成分及其重量百分比为：C：0.36-0.43%，W：0.8-1.0%，Mo：0.5-0.7%，Cr：4.5-5.5%，V：0.6-0.8%，Mn：0.3-0.5%，Si：0.85-1.20%，P：0.02-0.03%和S：0.01-0.015%，其余为Fe和不可避免的杂质。
在一个优选地实施方式中，所述渣料为二氧化硅、氧化镁和氧化钙的混合物且含有少量的P和S元素。
在一个优选地实施方式中，所述步骤三中加入的氧化剂成分为硼砂抗氧化剂。
在一个优选地实施方式中，所述步骤三中氧气和惰性气体的注入方式均为低枪位注射，枪位与钢水液面的距离为1-1.3m，注入的氧气流量为42000-45000m³/h，注入的惰性气体流量为20000-25000m³/h。
在一个优选地实施方式中，所述步骤五中，中频炉内钢水出炉时，终点氧含量控制在700-850ppm内，中频炉内温度为1500-1600℃，并控制炉渣碱度在3.5-4.0内。
在一个优选地实施方式中，所述步骤五中的第一次退火和步骤六中的第二次退火均为低温进炉，然后以100℃/h的加热速度加热到650℃，保温时间为2-4h。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过在精炼的过程中采用电渣浇铸和精锻配合着多次合理的退火，使钢锭在处理的过程中，其内部组织始终达到或接近平衡状态，并调节精炼钢锭内部的应力，能够提高模具钢的整体力学性能，其内部组织趋于稳定，以保证在以后的使用过程中不再发生变形，具有较高的耐热性，且通过严格控制有害元素P、S含量，使钢的冲击值得到了提高，各向异性也随之得到了改善，同时对疲劳性能也有改善，减少热裂纹改善疲劳性能；
2、通过采用低枪位注入氧气和惰性气体的方式，并控制注入气体的流量速率，可加快中频炉内的压力变化，使反应更加完全，同时能加快中频炉内部的空气流动速率，气体流动能够使得热量分布均匀，使钢水中的化学成分可进行充分反应，避免中频炉内部出现反应不完全的现象，保证了出钢后成品的硬度和韧性，提高了产品的质量
3、本发明工艺简单，设备要求低，可操作性强，具有良好的社会推广应用。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种模具钢加工冶炼方法，包括以下步骤：
步骤一，将废钢收集集中清洗处理备用；
步骤二，将废钢加入至中频炉内，升温进行冶炼，控制炉温度为1500℃；
步骤三，控制中频炉保持温度冶炼3小时后，加入渣料对钢水的化学成分进行调整，钢水成分及其重量百分比为：C：0.36%，W：0.8%，Mo：0.5%，Cr：4.5%，V：0.6%，Mn：0.3%，Si：0.85%，P：0.02%和S：0.01%，其余为Fe和不可避免的杂质，然后在中频炉内注入足量的氧气，并加入氧化剂，使钢水进行氧化反应，去除钢水中的气体、非金属杂质和各类杂质，并利用反应时释放的温度使中频炉内温度升高，在温度1600℃时注入惰性气体，控制中频炉内的氧化反应，对中频炉内的温度进行保持；
步骤四，向中频炉内添加脱氧剂去氧，控制中频炉内的温度为1400℃，对中频炉内部进行加压，然后添加造渣剂，并对钢水进行搅拌20min，然后将中频炉内的钢水进行真空精炼处理，完成二次冶炼；
步骤五，将精炼后的钢水进行电渣浇铸，强迫钢水由底部向上逐渐凝固，获得趋于轴向结晶的致密钢锭，然后对钢锭进行第一次退火处理，将处理后的钢锭利用初轧机开坯，对钢锭加温至1000℃并保温，然后依次进行锤锻、精锻和快锻处理，获取精炼钢锭；
步骤六，将精炼钢锭进行第二次退火，调节精炼钢锭内部的应力，使金属内部组织达到或接近平衡状态，然后对精炼钢锭加温至1000℃并保温，使其转化为奥氏体，并对其进行精锻，得到模具钢成品；
步骤七，将模具钢成品进行精整成材，包装完成后检验入库整齐码放。
进一步的，在上述技术方案中，步骤三中氧气和惰性气体的注入方式均为低枪位注射，枪位与钢水液面的距离为1m，注入的氧气流量为42000m³/h，注入的惰性气体流量为20000m³/h，加入的氧化剂成分为硼砂抗氧化剂。
其中，中频炉内钢水出炉时，终点氧含量控制在700ppm内，中频炉内温度为1500℃，并控制炉渣碱度在3.5内，渣料为二氧化硅、氧化镁和氧化钙的混合物且含有少量的P和S元素，步骤五中的第一次退火和步骤六中的第二次退火均为低温进炉，然后以100℃/h的加热速度加热到650℃，保温时间为2h。
实施例2：
一种模具钢加工冶炼方法，包括以下步骤：
步骤一，将废钢收集集中清洗处理备用；
步骤二，将废钢加入至中频炉内，升温进行冶炼，控制炉温度为1600℃；
步骤三，控制中频炉保持温度冶炼5小时后，加入渣料对钢水的化学成分进行调整，钢水成分及其重量百分比为：C：0.43%，W：1.0%，Mo：0.7%，Cr：5.5%，V：0.8%，Mn：0.5%，Si：1.20%，P：0.03%和S：0.015%，其余为Fe和不可避免的杂质，然后在中频炉内注入足量的氧气，并加入氧化剂，使钢水进行氧化反应，去除钢水中的气体、非金属杂质和各类杂质，并利用反应时释放的温度使中频炉内温度升高，在温度1650℃时注入惰性气体，控制中频炉内的氧化反应，对中频炉内的温度进行保持；
步骤四，向中频炉内添加脱氧剂去氧，控制中频炉内的温度为1500℃，对中频炉内部进行加压，然后添加造渣剂，并对钢水进行搅拌30min，然后将中频炉内的钢水进行真空精炼处理，完成二次冶炼；
步骤五，将精炼后的钢水进行电渣浇铸，强迫钢水由底部向上逐渐凝固，获得趋于轴向结晶的致密钢锭，然后对钢锭进行第一次退火处理，将处理后的钢锭利用初轧机开坯，对钢锭加温至1200℃并保温，然后依次进行锤锻、精锻和快锻处理，获取精炼钢锭；
步骤六，将精炼钢锭进行第二次退火，调节精炼钢锭内部的应力，使金属内部组织达到或接近平衡状态，然后对精炼钢锭加温至1200℃并保温，使其转化为奥氏体，并对其进行精锻，得到模具钢成品；
步骤七，将模具钢成品进行精整成材，包装完成后检验入库整齐码放。
进一步的，在上述技术方案中，步骤三中氧气和惰性气体的注入方式均为低枪位注射，枪位与钢水液面的距离为1.3m，注入的氧气流量为45000m³/h，注入的惰性气体流量为25000m³/h，加入的氧化剂成分为硼砂抗氧化剂。
其中，中频炉内钢水出炉时，终点氧含量控制在850ppm内，中频炉内温度为1600℃，并控制炉渣碱度在4.0内，渣料为二氧化硅、氧化镁和氧化钙的混合物且含有少量的P和S元素，步骤五中的第一次退火和步骤六中的第二次退火均为低温进炉，然后以100℃/h的加热速度加热到650℃，保温时间为4h。
实施例3：
一种模具钢加工冶炼方法，包括以下步骤：
步骤一，将废钢收集集中清洗处理备用；
步骤二，将废钢加入至中频炉内，升温进行冶炼，控制炉温度为1550℃；
步骤三，控制中频炉保持温度冶炼4小时后，加入渣料对钢水的化学成分进行调整，钢水成分及其重量百分比为：C：0.39%，W：0.9%，Mo：0.6%，Cr：5%，V：0.7%，Mn：0.4%，Si：1.0%，P：0.025%和S：0.013%，其余为Fe和不可避免的杂质，然后在中频炉内注入足量的氧气，并加入氧化剂，使钢水进行氧化反应，去除钢水中的气体、非金属杂质和各类杂质，并利用反应时释放的温度使中频炉内温度升高，在温度1630℃时注入惰性气体，控制中频炉内的氧化反应，对中频炉内的温度进行保持；
步骤四，向中频炉内添加脱氧剂去氧，控制中频炉内的温度为1450℃，对中频炉内部进行加压，然后添加造渣剂，并对钢水进行搅拌25min，然后将中频炉内的钢水进行真空精炼处理，完成二次冶炼；
步骤五，将精炼后的钢水进行电渣浇铸，强迫钢水由底部向上逐渐凝固，获得趋于轴向结晶的致密钢锭，然后对钢锭进行第一次退火处理，将处理后的钢锭利用初轧机开坯，对钢锭加温至1100℃并保温，然后依次进行锤锻、精锻和快锻处理，获取精炼钢锭；
步骤六，将精炼钢锭进行第二次退火，调节精炼钢锭内部的应力，使金属内部组织达到或接近平衡状态，然后对精炼钢锭加温至1100℃并保温，使其转化为奥氏体，并对其进行精锻，得到模具钢成品；
步骤七，将模具钢成品进行精整成材，包装完成后检验入库整齐码放。
进一步的，在上述技术方案中，步骤三中氧气和惰性气体的注入方式均为低枪位注射，枪位与钢水液面的距离为1.2m，注入的氧气流量为42500m³/h，注入的惰性气体流量为23000m³/h，加入的氧化剂成分为硼砂抗氧化剂。
其中，中频炉内钢水出炉时，终点氧含量控制在770ppm内，中频炉内温度为1550℃，并控制炉渣碱度在3.8内，渣料为二氧化硅、氧化镁和氧化钙的混合物且含有少量的P和S元素，步骤五中的第一次退火和步骤六中的第二次退火均为低温进炉，然后以100℃/h的加热速度加热到650℃，保温时间为3h。
实施例4：
一种模具钢加工冶炼方法，包括以下步骤：
步骤一，将废钢收集集中清洗处理备用；
步骤二，将废钢加入至中频炉内，升温进行冶炼，控制炉温度为1550℃；
步骤三，控制中频炉保持温度冶炼4小时后，加入渣料对钢水的化学成分进行调整，钢水成分及其重量百分比为：C：0.39%，W：0.9%，Mo：0.6%，Cr：5%，V：0.7%，Mn：0.4%，Si：1.0%，P：0.025%和S：0.013%，其余为Fe和不可避免的杂质，然后在中频炉内注入足量的氧气，并加入氧化剂，使钢水进行氧化反应，去除钢水中的气体、非金属杂质和各类杂质，并利用反应时释放的温度使中频炉内温度升高，在温度1630℃时注入惰性气体，控制中频炉内的氧化反应，对中频炉内的温度进行保持；
步骤四，向中频炉内添加脱氧剂去氧，控制中频炉内的温度为1450℃，对中频炉内部进行加压，然后添加造渣剂，并对钢水进行搅拌25min；
步骤五，将钢水进行电渣浇铸，强迫钢水由底部向上逐渐凝固，获得趋于轴向结晶的致密钢锭，然后对钢锭进行第一次退火处理，将处理后的钢锭利用初轧机开坯，对钢锭加温至1100℃并保温，然后依次进行锤锻、精锻和快锻处理，获取精炼钢锭；
步骤六，将精炼钢锭进行第二次退火，调节精炼钢锭内部的应力，使金属内部组织达到或接近平衡状态，然后对精炼钢锭加温至1100℃并保温，使其转化为奥氏体，并对其进行精锻，得到模具钢成品；
步骤七，将模具钢成品进行精整成材，包装完成后检验入库整齐码放。
进一步的，在上述技术方案中，步骤三中氧气和惰性气体的注入方式均为低枪位注射，枪位与钢水液面的距离为1.2m，注入的氧气流量为42500m³/h，注入的惰性气体流量为23000m³/h，加入的氧化剂成分为硼砂抗氧化剂。
其中，中频炉内钢水出炉时，终点氧含量控制在770ppm内，中频炉内温度为1550℃，并控制炉渣碱度在3.8内，渣料为二氧化硅、氧化镁和氧化钙的混合物且含有少量的P和S元素，步骤五中的第一次退火和步骤六中的第二次退火均为低温进炉，然后以100℃/h的加热速度加热到650℃，保温时间为3h。
对比实施例1-3，在本实施例中，钢水无经过真空精炼处理，钢水中的金属夹杂物明显增加，钢水洁净度降低，影响钢水的浇注性能和产品成型后的硬度和韧性。
通过以上四组实施例可以得到四种高硬度钢，将这四种高硬度钢分别进行性能测试，再用经过普通加工的钢材进行性能试验，结果得出四组实施例中的高硬度钢的性能均有不同的提升，其中实施例3中高硬度钢的性能最好，价值最高；
表1为实施例1-4中钢水经出钢后成品性能参数对比表：
通过在精炼的过程中采用电渣浇铸和精锻配合着多次合理的退火，使钢锭在处理的过程中，其内部组织始终达到或接近平衡状态，并调节精炼钢锭内部的应力，能够提高模具钢的整体力学性能，其内部组织趋于稳定，以保证在以后的使用过程中不再发生变形；
本发明具有较高的耐热性，且通过严格控制有害元素P、S含量，使钢的冲击值得到了提高，各向异性也随之得到了改善，同时对疲劳性能也有改善，减少热裂纹改善疲劳性能，本发明工艺简单，设备要求低，可操作性强，具有良好的社会推广应用。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种模具钢加工冶炼方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将废钢收集集中清洗处理备用；
步骤二，将废钢加入至中频炉内，升温进行冶炼，控制炉温度为1500-1600℃；
步骤三，控制中频炉保持温度冶炼3-5小时后，加入渣料对钢水的化学成分进行调整，然后在中频炉内注入足量的氧气，并加入氧化剂，使钢水进行氧化反应，去除钢水中的气体、非金属杂质和各类杂质，并利用反应时释放的温度使中频炉内温度升高，在温度1600-1650℃时注入惰性气体，控制中频炉内的氧化反应，对中频炉内的温度进行保持；
钢水成分及其重量百分比为：C：0.36-0.43%，W：0.8-1.0%，Mo：0.5-0.7%，Cr：4.5-5.5%，V：0.6-0.8%，Mn：0.3-0.5%，Si：0.85-1.20%，P：0.02-0.03%和S：0.01-0.015%，其余为Fe和不可避免的杂质；
氧气和惰性气体的注入方式均为低枪位注射，枪位与钢水液面的距离为1-1.3m，注入的氧气流量为42000-45000m³/h，注入的惰性气体流量为20000-25000m³/h；
步骤四，向中频炉内添加脱氧剂去氧，控制中频炉内的温度为1400-1500℃，对中频炉内部进行加压，然后添加造渣剂，并对钢水进行搅拌20-30min，然后将中频炉内的钢水进行真空精炼处理，完成二次冶炼；
步骤五，将精炼后的钢水进行电渣浇铸，强迫钢水由底部向上逐渐凝固，获得趋于轴向结晶的致密钢锭，然后对钢锭进行第一次退火处理，将处理后的钢锭利用初轧机开坯，对钢锭加温至1000-1200℃并保温，然后依次进行锤锻、精锻和快锻处理，获取精炼钢锭；
步骤六，将精炼钢锭进行第二次退火，调节精炼钢锭内部的应力，使金属内部组织达到平衡状态，然后对精炼钢锭加温至1000-1200℃并保温，使其转化为奥氏体，并对其进行精锻，得到模具钢成品；
步骤七，将模具钢成品进行精整成材，包装完成后检验入库整齐码放；
所述步骤五中的第一次退火和步骤六中的第二次退火均为低温进炉，然后以100℃/h的加热速度加热到650℃，保温时间为2-4h。
2.根据权利要求1所述的一种模具钢加工冶炼方法，其特征在于：所述步骤五中，中频炉内钢水出炉时，终点氧含量控制在700-850ppm内，中频炉内温度为1500-1600℃，并控制炉渣碱度在3.5-4.0内。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910817229.7A CN112442624B (zh) | 2019-08-30 | 2019-08-30 | 一种模具钢加工冶炼方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910817229.7A CN112442624B (zh) | 2019-08-30 | 2019-08-30 | 一种模具钢加工冶炼方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112442624A CN112442624A (zh) | 2021-03-05 |
| CN112442624B true CN112442624B (zh) | 2021-11-12 |
Family
ID=74734936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910817229.7A Active CN112442624B (zh) | 2019-08-30 | 2019-08-30 | 一种模具钢加工冶炼方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112442624B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1540023A (zh) * | 2003-04-09 | 2004-10-27 | ������������ʽ���� | 高速工具钢及其制造方法 |
| CN103014534A (zh) * | 2012-12-01 | 2013-04-03 | 滁州市成业机械制造有限公司 | 铸造热锻模具钢及其加工工艺 |
| CN106947908A (zh) * | 2017-03-20 | 2017-07-14 | 本钢板材股份有限公司 | 一种连铸电渣生产4Cr5MoSiV1模具用钢的方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190058049A (ko) * | 2017-11-21 | 2019-05-29 | 현대제철 주식회사 | 플라스틱 사출용 금형강 제조방법 및 이에 의해 제조된 플라스틱 사출용 금형강 |
-
2019
- 2019-08-30 CN CN201910817229.7A patent/CN112442624B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1540023A (zh) * | 2003-04-09 | 2004-10-27 | ������������ʽ���� | 高速工具钢及其制造方法 |
| CN103014534A (zh) * | 2012-12-01 | 2013-04-03 | 滁州市成业机械制造有限公司 | 铸造热锻模具钢及其加工工艺 |
| CN106947908A (zh) * | 2017-03-20 | 2017-07-14 | 本钢板材股份有限公司 | 一种连铸电渣生产4Cr5MoSiV1模具用钢的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112442624A (zh) | 2021-03-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110295332B (zh) | 一种高韧性高镜面预硬模具钢及其制造工艺 | |
| CN113186452B (zh) | 一种热成型封头用钢的生产方法 | |
| CN110541124B (zh) | 含氮塑料模具扁钢锭及其工艺方法 | |
| CN109468544B (zh) | 高碳高铬冷作模具钢及其制备方法 | |
| CN110952022A (zh) | 一种窄淬透性高温细晶粒MnCr齿轮钢及其制备方法 | |
| CN109371332A (zh) | 一种16MnCrS5齿轮钢及其生产方法 | |
| CN103911556A (zh) | 一种热作模具钢材料及其制备方法 | |
| CN114540703B (zh) | 一种高韧性、高抛光性、耐腐蚀的塑胶模具钢及其制备方法 | |
| CN114438394B (zh) | 一种预硬型高抛光塑胶模具钢的生产工艺 | |
| CN102286699A (zh) | 冲速每分钟≥150个的耐腐蚀电池壳用钢及制备方法 | |
| CN107779775B (zh) | H13高速精锻模具钢及钢锭生产方法 | |
| CN114540699A (zh) | 一种高性能热作模具钢及其制备方法 | |
| CN114000055A (zh) | 一种硼微合金化齿轮钢及其制备方法 | |
| CN114150222A (zh) | 一种大厚度低温压力容器用钢板及其制造方法 | |
| CN110565009B (zh) | 一种合金化的预硬性塑料模具钢及其制备方法 | |
| CN112442624B (zh) | 一种模具钢加工冶炼方法 | |
| CN113388789B (zh) | 一种截面方向硬度均匀的低成本塑料模具钢及其生产方法 | |
| CN113373380B (zh) | 一种锆处理的经济型塑料模具钢及其生产方法 | |
| CN114752847B (zh) | 一种免退火高强度冷镦钢及其制造方法 | |
| CN115094298A (zh) | 一种600MPa级低碳当量水电用钢的生产方法 | |
| CN115449703A (zh) | 一种适用于冷锻加工的等温退火齿轮钢棒材及其制造方法 | |
| CN109972024B (zh) | 一种齿轮钢钢棒用钢及其制备方法和钢棒的制备方法 | |
| CN109778073B (zh) | 一种易切削汽车同步器用钢及其制备方法 | |
| CN113604734A (zh) | 一种超厚度规格低残余应力叉车用钢及其制备方法 | |
| CN1272456C (zh) | 提高齿轮钢的淬透性与热加工性能的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Yanjiang danbei Town, Danyang City, Zhenjiang City, Jiangsu Province Patentee after: Jiangsu Tiangong Aihe Technology Co.,Ltd. Address before: 212300 Tiangong Aihe Special Steel Co., Ltd., HouXiang Town, Danyang City, Zhenjiang City, Jiangsu Province Patentee before: TIANGONG AIHE SPECIAL STEEL Co.,Ltd. |
|
| CP03 | Change of name, title or address |