CN113649540B

CN113649540B - 一种细化h13中空铸件液析碳化物的方法

Info

Publication number: CN113649540B
Application number: CN202110932536.7A
Authority: CN
Inventors: 李少英; 郭汉杰; 郭靖; 习小军
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2021-08-13
Filing date: 2021-08-13
Publication date: 2022-04-15
Anticipated expiration: 2041-08-13
Also published as: CN113649540A

Abstract

本发明涉及模具钢制备技术领域，提供了一种细化H13中空铸件液析碳化物的方法，包括将原材料进行真空感应熔炼，得到感应熔炼铸锭；感应熔炼铸锭经表面处理后作为母材，在中频感应炉内冶炼，冶炼过程中钢液上部覆盖一层冶炼渣；中频感应炉冶炼结束后，将钢液和渣液倒入带有浇铸模具的立式离心机内，室温下立式离心机在不同转速下旋转产生复合离心场，降低铸锭枝晶间元素偏析程度，增加铸锭中液析碳化物生成固相率，从而达到细化H13中空铸件中液析碳化物尺寸的效果。

Description

一种细化H13中空铸件液析碳化物的方法

技术领域

本发明涉及模具钢制备技术领域，特别涉及一种细化H13中空铸件液析碳化物的方法。

背景技术

H13钢因其具有高淬透性、高红硬性及高抗热疲劳抗力而广泛应用于热锻模、热挤压模、有色金属压铸模等高耐磨零件制造领域。由于H13钢中碳元素及合金元素的含量较高，在凝固过程中极易形成大尺寸的液析碳化物。大尺寸液析碳化物的存在严重影响着钢材的使用性能，一方面，液析碳化物的形成会消耗钢基体中的合金元素，使得合金元素对钢材的强化作用减弱，造成钢基体强度下降；另一方面，大尺寸液析碳化物会破坏钢材的凝固组织，从而降低钢材的冲击性能。因此，在凝固过程中，控制液析碳化物的形成，使其细小弥散化是十分必要的。

目前，国内外通常采用电炉炼钢+连铸+电渣重熔+锻造+热处理等工艺来生产H13钢。然而，采用常规锻造加热及锻后退火工艺，即使是电渣钢，其组织也难以满足H13钢的标准要求。在热处理过程中通过增加高温扩散环节，以此来细化H13锻件的低倍组织，消除网状碳化物，这一技术已有报道及应用。国家发明专利(申请号：CN104726659A)公开了一种改善H13锻件低倍粗晶及显微组织的热处理工艺，通过采用高温扩散+正火+等温球化退火方式以细化粗晶，消除网状碳化物。以上研究均为通过改善锻造及热处理工艺来细化或消除H13钢中的碳化物，而在凝固过程中，H13铸锭中会产生尺寸大于20μm的棒状、块状液析碳化物。然而，在H13钢凝固过程中细化碳化物的研究尚未见报道。

综上，如何在凝固过程中细化铸锭中大尺寸液析碳化物是生产高性能H13模具钢亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是至少克服现有技术的不足之一，提供了一种细化H13中空铸件液析碳化物的方法，可以有效减轻H13铸件中枝晶间元素偏析，细化H13铸件中的液析碳化物。

本发明采用如下技术方案：

一种细化H13中空铸件液析碳化物的方法，包括：

S1、准备用于熔炼制备H13铸锭的原材料；

S2、将所述原材料在真空感应炉中熔炼，得到H13铸坯；

S3、将所述铸坯在中频感应炉内进行冶炼，出钢温度控制在1660～1680℃之间；

S4、将冶炼钢液和冶炼渣倒入离心机浇铸模具内进行复合离心场液渣浇铸，得到细化液析碳化物的H13中空铸件。

本发明尤其适用于规格为50～100kg，外径为400～500mm，内径为300～400mm的H13中空铸件。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤S4中，所述复合离心场液渣浇铸具体为：

S4.1准备阶段：浇铸模具固定于离心机上，在中频感应炉出钢之前启动离心机，设定离心机转速，冷却浇铸模具；

S4.2浇铸阶段：熔渣和钢液的混合物进入浇铸模具，在复合离心力作用下，钢液的离心速度大于熔渣的离心速度，熔渣向浇铸模具中心聚集，形成中间温度高，边缘温度低的温度场；所述复合离心力具体为：启动速度1000-1050r·min^-1，时间1～2min；转速1100～1150r·min^-1，时间6～8min；转速1200～1300r·min^-1，时间3～5min；

S4.3结束阶段：浇铸完成后，离心机继续工作一段时间，确保钢液及熔渣完全凝固，关闭离心机；待模具冷却后，取出中空铸件，去除表面渣层，制得细化液析碳化物的H13中空铸件。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤S4.1中，离心机转速为1000～1300r·min^-1；采用氦气冷却模具，具体为：在浇铸模具中心放置可移动的氦气气道，氦气流量为20～100L·min^-1，用以冷却浇铸模具，充气时间为1～2min。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，浇铸模具冷却完成后，迅速移开氦气气道，将带有氩气气氛保护的浇道连接于中频感应炉和浇铸模具。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，将中频感应炉向浇道侧倾斜，倾斜角度为10～120°；由于熔渣密度低于钢液密度，在重力的作用下，少量熔渣优先进入浇铸模具，在复合离心力的作用下迅速形成一层渣皮，覆盖于浇铸模具内壁；然后，熔渣和钢液的混合物进入模具，在复合离心力的作用下，钢液的离心速度大于熔渣，熔渣向浇铸模具中心聚集，形成中间温度高，边缘温度低的温度场，有利于铸件由外缘向中心凝固。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤S4.3中，浇铸阶段完成后，离心机继续工作10～15min。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤S2中，将所述原材料熔化并进行精炼，精炼结束后在氩气气氛下进行浇铸，得到H13铸锭；真空感应熔炼铸锭的尺寸长度为300～350mm，直径为90～100mm。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤S3中，将真空感应熔炼铸锭经表面处理后作为母材，在中频感应炉内进行冶炼，冶炼过程用氩气作保护；钢液上部覆盖一层冶炼渣，冶炼渣成分：CaO20～30％、SiO₂10～20％、MgO20～30％、余量为CaF₂；冶炼温度范围为1500～1750℃。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤S2中，真空感应炉中熔炼时，真空度为5×10^-3～8×10^-2Pa，真空感应熔炼钢液的浇铸温度为1500～1550℃，真空感应熔炼铸锭的氧含量为50～70ppm。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤S3中，中频感应炉内氩气流量为10～50L·min^-1，中频感应炉熔炼后钢液中的氧含量为20～40ppm。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，中频感应炉熔炼的母材通过机加工方式去除真空感应熔炼铸锭表面的氧化铁皮，以及锭头、锭尾等，保证中频感应熔炼母材表面光滑、无缺陷。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，离心机采用立式离心机，立式离心机浇道中氩气流量为10～20L·min^-1。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，H13中空铸件的化学成分范围符合《NADCA#207-2003》标准中针对H13铸件的成分范围规定。

使用本发明方法，所述中空铸件中，枝晶间元素偏析程度可降低9～15％；液析碳化物生成固相率增加5～10％，粒径减小10～20％。

另一方面，本发明还提供了一种复合离心场液渣浇铸细化H13中空铸件，使用上述的细化H13中空铸件液析碳化物的方法制备而成。

关于本发明改进之处的几点说明：

1、工作原理：液析碳化物的产生主要是由枝晶间元素偏析导致的。复合离心场具有不同的离心速度，不同离心速度之间的转换会产生一定的切向加速度，在切向加速度的作用下，枝晶的破碎程度可进一步加强，因此，在复合离心场作用下，枝晶间的元素偏析程度可被进一步减弱，从而有助于细化液析碳化物。

2、复合离心场离心速度设置

启动转速1000-1050r·min^-1，时间1～2min；选择该参数原因在于，在凝固初期，铸件外侧所形成的坯壳较薄，过高的转速容易使坯壳产生裂纹，坯壳稳定形成时间大约为1min。

转速1100～1150r·min^-1，时间6～8min；当坯壳稳定后，提高模具转速可使钢液内部产生一定的剪切作用力，在剪切力的作用下，凝固前沿的强制对流作用进一步增强，有利于减弱枝晶间元素偏析，细化液析碳化物，大约5min后模具内钢液均达到模具转速，剪切力消失。

转速1200～1300r·min^-1，时间3～5min；当剪切力消失后，为保证液析碳化物的细化效果，需进一步提高转速，大约3min后铸件的凝固过程结束。

3、复合离心力浇铸渣系成分设置

(1)由于浇铸前的冶炼工作是在中频感应炉中完成的，为了防止MgO炉衬侵蚀污染钢液，将渣系中MgO含量控制在20％～30％之间，保证达到渣系的MgO饱和溶解度，从而避免MgO坩埚的侵蚀；

(2)在渣-钢界面反应中，H13钢的脱氧元素主要为硅元素，设计渣系的碱度(％CaO/％SiO₂)大于1.0，可保证硅脱氧反应的正向进行；

(3)渣系中氟化钙含量大于20％，可保证炉渣具有较好的流动性，在离心力的作用下，可在较短的时间内形成渣皮，防止模具与铸件粘连，保证铸件表面光滑。

需要特别说明的是，本发明独特渣系的设计对于实现本发明目的，得到优质产品具有重要意义。现有技术中的普通渣系设计并不会考虑到渣系流动性对离心力形成渣皮的影响，也不会考虑保证硅脱氧反应的正向进行等关键因素。

4、离心速度的设定：从细化液析碳化物的角度来说，离心机转速越高，离心力作用越大，枝晶间元素偏析程度越弱，液析碳化物的尺寸易于得到细化。然而，在实际生产过程中，离心机转速越高，模具与空气间的对流传热作用越大，意味着钢液的凝固时间缩短，离心力的作用时间减少，在此情况下，反而不利于液析碳化物的细化。根据大量实验，本发明确定离心速度为1000～1300r·min^-1。

5、复合离心力浇铸温度：需要保证充足的复合离心力作用时间，尽量延长钢液的凝固时间，经大量实验确定钢液的浇铸温度控制在1660～1680℃之间时效果最佳。

6、氩气保护浇道的选择

在浇铸过程中选择氩气保护浇道的目的是防止空气中的氧进入钢液。在浇铸过程中，钢液氧含量增加会增加氧化物夹杂的尺寸，从而增加以氧化物夹杂为核心的液析碳化物尺寸。

7、氦气冷却系统的选择

与离心铸件的内部相比，离心铸件外边缘的冷却时间较短，离心力对凝固前沿的搅动作用较小。为了降低该位置液析碳化物的尺寸，需要尽可能增大该位置凝固时的过冷度。选择氦气冷却模具恰恰能满足此要求。

本发明的有益效果为：

(1)本发明提供了一种细化H13中空铸件中液析碳化物尺寸的熔炼及浇铸工艺；采用中频感应炉熔炼和立式离心机浇铸，通过严格控制中频感应炉冶炼渣系成分及离心力浇铸过程离心机的转速，配以氩气保护系统(避免冶炼及浇铸过程中空气进入钢液，增加钢液的氧含量)及氦气冷却系统(对模具进行冷却，使得优先进入模具的少量渣液迅速凝固，从而避免铸件与模具粘连；此外，在铸件外表面的位置上，离心力作用时间较少，当钢液倒入经氦气冷却的模具后，易于形成激冷层，细化液析碳化物)，以减小H13中空铸件中枝晶间元素偏析，从而实现H13中空铸件中液析碳化物的细化。

(2)本发明方法在带有氩气保护的中频感应炉中进行冶炼，并在出钢前进行温度控制(此外还可保证充足的离心力作用时间)，可有效降低H13铸锭中的氧含量，将其控制在40ppm以下，以减小氧化物夹杂的尺寸，从而细化以氧化物夹杂为核心的液析碳化物。

(3)本发明方法在复合离心场液渣浇铸过程中，对模具进行氦气冷却，可保证钢液及渣液进入模具后迅速形成组织均匀细小的激冷层，有利于细化铸件外表面的液析碳化物。

附图说明

图1所示为实施例1得到的H13中空铸件中的液析碳化物形貌。

图2所示为实施例2得到的H13中空铸件中的液析碳化物形貌。

图3所示为对比例1得到的H13中空铸件中的液析碳化物形貌。

图4所示为实施例1、实施例2以及对比例1得到的H13中空铸件中枝晶间元素富集区宽度对比图。

图5所示为实施例1、实施例2以及对比例1得到的H13中空铸件中枝晶间元素偏析比对比图。

图6所示为实施例1、实施例2以及对比例1得到的H13中空铸件中液析碳化物的尺寸分布图。

图7所示为无氦气冷却模具铸件外边缘的液析碳化物照片。

图8所示为有氦气冷却模具铸件外边缘无液析碳化物照片。

具体实施方式

下文将结合具体附图详细描述本发明具体实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。

实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本发明实施例一种细化H13中空铸件液析碳化物的方法，包括：

S1、准备用于熔炼制备H13铸锭的原材料：本发明对所述原材料无特别要求，采用现有制备H13铸锭的原材料和各原料成分配比即可，保证所制得的H13铸锭的化学成分范围符合《NADCA#207-2003》标准中针对H13铸锭的成分范围；

S2、将所述原材料在真空感应炉中熔炼，得到H13铸坯：在所述真空感应熔炼过程中，将所述原材料熔化并进行精炼，钢液浇铸前控温优选为5～10min，然后在氩气气氛下进行浇铸，得到H13铸锭；所述真空感应熔炼铸锭的尺寸长度优选为300～350mm，直径优选为90～100mm；

优选地，所述真空感应熔炼过程真空度为5×10^-3～8×10^-2Pa。

优选地，所述真空感应熔炼钢液的浇铸温度为1500～1550℃。

优选地，经真空感应熔炼得到的感应熔炼铸锭的氧含量为50～70ppm。

可选地，所述真空感应熔炼过程真空度可以为5×10^-3Pa、1×10^-2Pa、8×10^-2Pa以及5×10^-3～8×10^-2Pa之间的任一值；所述真空感应熔炼钢液浇铸前控温可以为5min、8min、10min以及5～10min之间的任一值；所述真空感应熔炼钢液的浇铸温度可以为1500℃、1525℃、1550℃以及1500～1550℃之间的任一值；经真空感应熔炼所得到的感应熔炼铸锭的氧含量可以为50ppm、60ppm、70ppm以及50～70ppm之间的任一值；所述真空感应熔炼铸锭的尺寸长度可以为300mm、325mm、350mm以及300～350mm之间的任一值，直径可以为90mm、95mm、100mm以及90～100mm之间的任一值。

S3、将所述铸坯在中频感应炉内进行冶炼：将所述真空感应熔炼铸锭经表面处理后作为母材，在中频感应炉内进行冶炼。冶炼过程用氩气作保护；钢液上部覆盖一层冶炼渣，冶炼渣成分优选为：CaO 20～30％、SiO₂ 10～20％、MgO20～30％、余量为CaF₂；冶炼温度范围优选为1500～1750℃。中频感应炉冶炼完成后，将出钢温度优选控制在1660～1680℃之间；

优选地，所述中频感应熔炼的母材通过机加工方式去除真空感应熔炼铸锭表面的氧化铁皮，以及锭头、锭尾等，保证中频感应熔炼母材表面光滑、无缺陷。

优选地，所述中频感应炉内氩气流量为10～50L·min^-1。

优选地，经中频感应炉熔炼后钢液中的氧含量为20～40ppm。

可选地，所述中频感应炉内氩气流量为10L·min^-1、30L·min^-1、50L·min^-1以及10～50L·min^-1之间的任一值；所述冶炼渣成分：CaO可以为20％、25％、30％以及20～30％之间的任一值，SiO₂可以为10％、15％、20％以及10～20％之间的任一值，MgO可以为20％、25％、30％以及20～30％之间的任一值，余量为CaF₂；所述中频感应熔炼温度可以为1500℃、1625℃、1750℃以及1500～1750℃之间的任一值；所述中频感应熔炼钢液出钢温度可以为1660℃、1665℃、1680℃以及1660～1680℃之间的任一值；经中频感应炉熔炼后钢液中的氧含量可以为20ppm、30ppm、40ppm以及20～40ppm之间的任一值。

S4、将所述中频感应炉冶炼钢液和冶炼渣倒入立式离心机浇铸模具内进行离心力电渣浇铸，所述复合离心力电渣浇铸过程分为以下三个阶段：

S4.1准备阶段：在中频感应炉出钢之前启动立式离心机，立式离心机的转速优选设定为1000～1300r·min^-1，浇铸模具固定于立式离心机上；在浇铸模具中心放置可移动的氦气气道，氦气流量优选为20～100L·min^-1，用以冷却模具，充气时间优选为1～2min；模具冷却完成后，迅速移开氦气气道，将带有氩气气氛保护的浇道连接于中频感应炉和模具；

S4.2浇铸阶段：将中频感应炉向浇道侧倾斜，倾斜角度为10～120°。由于熔渣密度低于钢液密度，在重力的作用下，少量熔渣优先进入浇铸模具，在复合离心力的作用下迅速形成一层渣皮，覆盖于浇铸模具内壁；然后，熔渣和钢液的混合物进入模具，在复合离心力的作用下，钢液的离心速度大于熔渣，熔渣向浇铸模具中心聚集，形成中间温度高，边缘温度低的温度场，有利于铸件由外缘向中心凝固；

S4.3结束阶段：浇铸过程完成后，离心机继续工作10～15min，确保钢液及熔渣完全凝固，此后关闭离心机；待浇铸模具冷却后，取出中空铸件，敲除表面渣层，制得细化了液析碳化物的H13中空铸件。

优选地，所述立式离心机浇道中氩气流量为10～20L·min^-1。

优选地，所述复合离心场转速为1000～1300r·min^-1。

优选地，所制得的H13中空铸件的化学成分范围符合《NADCA#207-2003》标准中针对H13铸件的成分范围规定。

可选地，所述立式离心机复合离心场转速可以为1000r·min^-1、1150r·min^-1、1300r·min^-1以及1000～1300r·min^-1之间的任一值；所述立式离心机气道中氦气流量可以为20L·min^-1、60L·min^-1、100L·min^-1以及20～100L·min^-1之间的任一值，充气时间可以为1min、1.5min、2min以及1～2min之间的任一值；所述立式离心机浇道中氩气流量可以为10L·min^-1、15L·min^-1、20L·min^-1以及10～20L·min^-1之间的任一值。

通过离心力液渣浇铸工艺，所制得的H13中空铸件中枝晶间元素偏析程度降低9～15％；液析碳化物生成固相率增加5～10％，粒径减小了10～20％。

实施例1

本实施例提供一种复合离心场液渣浇铸细化H13中空铸件中液析碳化物的方法，采用中空感应熔炼得到长度为300mm、直径为100mm的真空感应铸锭，铸锭的氧含量为58ppm；将真空感应铸锭在中频感应炉内熔炼，冶炼渣系成分为：CaO 25％、SiO₂ 14％、MgO26％、余量为CaF₂，中频感应熔炼钢液的氧含量为36ppm；将中频感应炉内冶炼钢液和冶炼渣倒入立式离心机模具中，离心机转速为：1000r·min^-1保持1.0min+1100r·min^-1保持5.5min+1200r·min^-1保持8.5min，在此复合离心场作用下得到液渣浇铸H13中空铸件；图1为复合离心场液渣浇铸H13中空铸件中典型液析碳化物的形貌。

实施例2

本实施例提供一种复合离心场液渣浇铸细化H13中空铸件中液析碳化物的方法，采用中空感应熔炼得到长度为350mm、直径为90mm的真空感应铸锭，铸锭的氧含量为65ppm；将真空感应铸锭在中频感应炉内熔炼，冶炼渣系成分为：CaO 28％、SiO₂ 12％、MgO25％、余量为CaF₂，中频感应熔炼钢液的氧含量为38ppm；将中频感应炉内冶炼钢液和冶炼渣倒入立式离心机模具中，离心机转速为：1000r·min^-1保持1.0min+1150r·min^-1保持6.5min+1300r·min^-1保持8.0min，在此复合离心场作用下得到液渣浇铸H13中空铸件；图2为复合离心场液渣浇铸H13中空铸件中典型液析碳化物的形貌。

对比例1

与实施例1、实施例2不同的是，对比例1中离心机转速恒定为1000r·min^-1。

采用中空感应熔炼得到长度为350mm、直径为90mm的真空感应铸锭，该铸锭的氧含量为63ppm；将真空感应铸锭在中频感应炉内熔炼，冶炼渣系成分为：CaO 27％、SiO₂ 12％、MgO26％、余量为CaF₂，中频感应熔炼钢液的氧含量为36ppm；将中频感应炉内冶炼钢液和冶炼渣倒入立式离心机模具中，离心机转速恒定为1000r·min^-1，在此离心力场作用下得到液渣浇铸H13中空铸件；图3为离心力场液渣浇铸H13中空铸件中典型液析碳化物的形貌。

如图1、图2和图3，比较实施例1、实施例2以及对比例1得到的H13中空铸件中液析碳化物的形貌，可知在复合离心场作用下，H13中空铸件中液析碳化物显著细化。

图4为实施例1、实施例2以及对比例1得到的H13中空铸件中枝晶间元素富集区宽度。从图4中可以看出，随着离心力场转速的增加，枝晶间元素富集区宽度减小。离心力场转速的增加，离心力对钢液的搅拌作用增强，增大了对枝晶的破坏能力，有利于溶质元素浓度高的液相在凝固过程中得以充分流动，从而减小了液相中溶质元素富集区的宽度。

图5为实施例1、实施例2以及对比例1得到的H13中空铸件中枝晶间元素偏析比。从图5可以看出，提高离心力场转速有利于降低枝晶间元素的偏析程度。离心力场转速的增加有助于增强熔体的强制对流，破碎枝晶结构，加快凝固前沿富集元素的运动速度，促进熔体内溶质元素的均匀化。

图6为实施例1、实施例2以及对比例1得到的H13中空铸件中液析碳化物的尺寸分布。从图6中可以看出，液析碳化物的尺寸集中分布在1～10μm之间。对于恒定转速的离心力场液渣浇铸H13中空铸件而言，液析碳化物的个数最多，且液析碳化物的整体尺寸要大于复合离心场液渣浇铸H13中空铸件。复合离心场液渣浇铸能有效降低枝晶间元素富集区宽度及枝晶间元素偏析比，从而有利于细化H13中空铸件中的液析碳化物。

图7所示为无氦气冷却模具铸件外边缘的液析碳化物照片，图8所示为有氦气冷却模具铸件外边缘无液析碳化物的照片。通过图7和图8的对比可以看出，本发明采用氦气冷却模具和浇道，可以更进一步改善细化铸件边缘的液析碳化物分布，从而提高了铸件的整体质量。

本发明将原材料进行真空感应熔炼，得到感应熔炼铸锭；感应熔炼铸锭经表面处理后作为母材，在中频感应炉内冶炼，冶炼过程中钢液上部覆盖一层冶炼渣；中频感应炉冶炼结束后，将钢液和渣液倒入带有模具的立式离心机内，室温下立式离心机在不同转速下旋转产生复合离心场，降低铸锭枝晶间元素偏析程度，增加铸锭中液析碳化物生成固相率，从而达到细化H13中空铸件中液析碳化物尺寸的效果。

本文虽然已经给出了本发明的几个实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。

Claims

1.一种细化H13中空铸件液析碳化物的方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、准备用于熔炼制备H13铸锭的原材料；

S2、将所述原材料在真空感应炉中熔炼，得到H13铸坯；

S4、将冶炼钢液和冶炼渣倒入离心机浇铸模具内进行复合离心场液渣浇铸，得到细化液析碳化物的H13中空铸件；

步骤S4中，所述复合离心场液渣浇铸具体为：

S4.1准备阶段：浇铸模具固定于离心机上，在中频感应炉出钢之前启动离心机，设定离心机转速，冷却浇铸模具；离心机转速为1000～1300r·min^-1；采用氦气冷却模具，具体为：在浇铸模具中心放置可移动的氦气气道，氦气流量为20～100L·min^-1，用以冷却浇铸模具，充气时间为1～2min；

S4.2浇铸阶段：熔渣和钢液的混合物进入浇铸模具，在复合离心场作用下，钢液的离心速度大于熔渣的离心速度，熔渣向浇铸模具中心聚集，形成中间温度高，边缘温度低的温度场；所述复合离心场具体为：启动速度1000-1050r·min^-1，时间1～2min；之后转速1100～1150r·min^-1，时间6～8min；之后转速1200～1300r·min^-1，时间3～5min；

2.如权利要求1所述的细化H13中空铸件液析碳化物的方法，其特征在于，步骤S4.3中，浇铸阶段完成后，离心机继续工作10～15min。

3.如权利要求1所述的细化H13中空铸件液析碳化物的方法，其特征在于，步骤S2中，将所述原材料熔化并进行精炼，精炼结束后在氩气气氛下进行浇铸，得到H13铸锭；真空感应熔炼铸锭的尺寸长度为300～350mm，直径为90～100mm。

4.如权利要求1所述的细化H13中空铸件液析碳化物的方法，其特征在于，步骤S3中，将真空感应熔炼铸锭经表面处理后作为母材，在中频感应炉内进行冶炼，冶炼过程用氩气作保护；钢液上部覆盖一层冶炼渣，冶炼渣成分：CaO 20～30％、SiO₂ 10～20％、MgO 20～30％、余量为CaF₂；冶炼温度范围为1500～1750℃。

5.如权利要求3所述的细化H13中空铸件液析碳化物的方法，其特征在于，步骤S2中，真空感应炉中熔炼时，真空度为5×10^-3～8×10^-2Pa，真空感应熔炼钢液的浇铸温度为1500～1550℃，真空感应熔炼铸锭的氧含量为50～70ppm。

6.如权利要求4所述的细化H13中空铸件液析碳化物的方法，其特征在于，步骤S3中，中频感应炉内氩气流量为10～50L·min^-1，中频感应炉熔炼后钢液中的氧含量为20～40ppm。

7.如权利要求1所述的细化H13中空铸件液析碳化物的方法，其特征在于，步骤S4中，所述中空铸件中，枝晶间元素偏析程度降低9～15％；液析碳化物生成固相率增加5～10％，粒径减小10～20％。

8.一种复合离心场液渣浇铸细化H13中空铸件，其特征在于，使用如权利要求1-7任一项所述的细化H13中空铸件液析碳化物的方法制备而成。