CN114058959A - 高碳模具钢及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高碳模具钢及其制备方法,属于冶金生产工艺技术领域。提供一种生产制造方便,适于生产小规格产品的高碳模具钢及其制备方法。所述的高碳模具钢一种包含有下述重量份组分的连铸小方坯,所述的重量份组分为C为1.45~1.70%、Mn≤0.40%、Si≤0.4%、Co为11%~12.5%、Mu为0.4%~0.6%、V为=0.15~0.30%,其余量为铁及不可避免的杂质,其中,连铸小方坯的横截面为120㎜~250㎜的矩形或正方形,浇注前钢水中H含量≤3ppm,O含量≤50ppm。所述的制备方法至少包括控成分钢水冶炼、保护渣条件的连铸成坯和防脆断退火几个步骤,其中,所述的保护渣为碱度在0.70‑0.90之间的碱渣,该保护渣的熔点为880‑950℃,粘度≤0.10Pa·S。
Description
技术领域
本发明涉及一种高碳模具钢,属于冶金生产工艺技术领域。本发明还涉及一种用于所述高碳模具钢的制备方法。
背景技术
冷作模具钢用途包括冷冲压模具、冷挤压模具、冷镦模具、冷拉拔模具等,这些模具在冷状态下对工件进行压制成型加工,一般需要高硬度、高耐磨性、足够的韧性、良好的抗疲劳性以及抗咬合黏结能力。因此,一般冷作模具钢多采用高碳高铬的基础成分设计,是广泛用于模具行业的冷作模具钢,具有高淬透性,淬火时的变形很小,在300~~400℃时仍可保持良好硬度和耐磨性。由于冷作模具钢的含碳量较高,对裂纹十分敏感,同时,冷作模具钢具有发达的莱氏体组织,加上钢种熔点偏低,裂纹敏感性强,造成此类钢种生产难度非常大,世界上众多的钢铁企业生产该产品时,均采用模铸+热轧工艺,而连铸生产高碳模具钢鲜有报道。与高碳模具钢连铸有关的专有技术主要有以下几项:
(1)CN202110208799.3一种提高高碳钢大方坯内部质量的连铸工艺方法
本发明涉及一种提高高碳钢大方坯内部质量的连铸工艺方法,属于高碳钢冶金技术领域。为解决碳含量在1.00wt%左右的高碳钢大方坯内部中心疏松、缩孔及偏析严重的问题,本发明提供了一种提高高碳钢大方坯内部质量的连铸工艺方法,采用恒温恒速浇注,过热度为20~30℃,拉速为0.62m/min;二冷比水量为0.20L/Kg,分配比为38/38/24;末搅M-EMS:150A/2Hz,F-EMS:400A/8Hz;轻压下采用2/4/5/2总压下量为13mm。本发明在提高连铸生产效率的同时,将大方坯中心疏松控制在1级以内,缩孔控制在0.5级以内,中心偏析指数控制在1.05以内,中心位置V型偏析也得到了明显改善。
(2)CN202011264218.X一种双流板坯连铸机生产高碳钢的方法
本发明公开了一种双流板坯连铸机生产高碳钢的方法,该方法具体为:将液态高碳钢钢水通过长水口从钢包罐浇注至中间包罐,再通过浸入式水口浇注至结晶器内,液态钢水在结晶器内冷却凝固,形成厚度均匀的带液芯的坯壳,随着连铸拉速,在二冷室内全部凝固,最后由火焰切割机切割成需要的定尺的板坯。利用该方法在双流板坯连铸机上生产高碳钢,可以减轻高碳钢的中心疏松、中心偏析,减少表面缺陷,提高高碳钢连铸坯质量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种生产制造方便,适于生产小规格产品的高碳模具钢,本发明提供一种用于所述高碳模具钢的制备方法。
为解决上述技术问题所采用的技术方案是:高碳模具钢,所述的高碳模具钢一种包含有下述重量份组分的连铸小方坯,
所述的重量份组分为C为1.45~1.70%、Mn≤0.40%、Si≤0.4%、Co为11%~12.5%、Mu为0.4%~0.6%、V为=0.15~0.30%,其余量为铁及不可避免的杂质,
其中,连铸小方坯的横截面为120㎜~250㎜的矩形或正方形,
浇注前钢水中H含量≤3ppm,O含量≤50ppm。
用于所述高碳模具钢的制备方法,所述的制备方法至少包括控成分钢水冶炼、保护渣条件的连铸成坯和防脆断退火几个步骤,
其中,所述的保护渣为碱度在0.70-0.90之间的碱渣,该保护渣的熔点为880-950℃,粘度≤0.10Pa·S。
进一步的是,在连铸时,需对成型小方坯进行喷水冷却,其过程中按下述要求控制,冷却水量≥100L/min,水压≥0.5Mpa,进出水温差≤10℃,
其中进水量温度≤40℃,出水温度≤50℃。
上述方案的优选方式是,所述的连铸工序还包括二冷,所述的二冷是按下述步骤进行的,冷却形式为气雾冷却,二冷比水量≥2.5L/kg,
当采用立弯式或者弧形连铸机时,铸坯出矫直段的温度≥800℃。
进一步的是,连铸过程中还需要控制拉坯速度,其过程中按下述要求进行,采用拉速控制在0.65m/min-1.0m/min的中低拉速,
其中,当过热度为25℃,拉速为0.6m/min;当过热度为15℃,拉速为1m/min。
上述方案的优选方式是,所述的防脆断退火是按下述要求进行的,
退火温应控制在780℃~860℃,升温速率≤50℃,保温时间≥5h,降温速率≤30℃。
进一步的是,连铸终坯采用热装热送方式输送,热装热送的温度≥500℃。
本发明的有益效果是:本申请提供的技术方案通过在现有组分的基础上,对高碳模具钢钢水的组分按C为1.45~1.70%、Mn≤0.40%、Si≤0.4%、Co为11%~12.5%、Mu为0.4%~0.6%、V为=0.15~0.30%,其余量为铁及不可避免的杂质,在生产制造过程中按控成分钢水冶炼、保护渣条件的连铸成坯和防脆断退火几个步骤进行冶炼、连铸和退火,最后获得横截面为120㎜~250㎜的矩形或正方形的小方坯,具体生产中,所述保护渣的碱度在0.70-0.90之间的碱渣,该保护渣的熔点为880-950℃,粘度≤0.10Pa·S。本申请提供的技术方案与现有公开的技术相比,非常适用于边长小于250mm的矩形坯的制造,可有效的解决高碳模具钢点漏、表面裂纹、内部缩孔及铸锭脆短等问题,有效的提高高碳模具连铸坯成材率,达到生产制造方便的目的。
具体实施方式
为了解决现有技术中存在的上述技术问题,本发明提供了一种生产制造方便,适于生产小规格产品的高碳模具钢,本发明提供一种用于所述高碳模具钢的制备方法。所述的高碳模具钢一种包含有下述重量份组分的连铸小方坯,
所述的重量份组分为C为1.45~1.70%、Mn≤0.40%、Si≤0.4%、Co为11%~12.5%、Mu为0.4%~0.6%、V为=0.15~0.30%,其余量为铁及不可避免的杂质,
其中,连铸小方坯的横截面为120㎜~250㎜的矩形或正方形,
浇注前钢水中H含量≤3ppm,O含量≤50ppm。所述的制备方法至少包括控成分钢水冶炼、保护渣条件的连铸成坯和防脆断退火几个步骤,
其中,所述的保护渣为碱度在0.70-0.90之间的碱渣,该保护渣的熔点为880-950℃,粘度≤0.10Pa·S。本申请提供的技术方案通过在现有组分的基础上,对高碳模具钢钢水的组分按C为1.45~1.70%、Mn≤0.40%、Si≤0.4%、Co为11%~12.5%、Mu为0.4%~0.6%、V为=0.15~0.30%,其余量为铁及不可避免的杂质,在生产制造过程中按控成分钢水冶炼、保护渣条件的连铸成坯和防脆断退火几个步骤进行冶炼、连铸和退火,最后获得横截面为120㎜~250㎜的矩形或正方形的小方坯,具体生产中,所述保护渣的碱度在0.70-0.90之间的碱渣,该保护渣的熔点为880-950℃,粘度≤0.10Pa·S。本申请提供的技术方案与现有公开的技术相比,非常适用于边长小于250mm的矩形坯的制造,可有效的解决高碳模具钢点漏、表面裂纹、内部缩孔及铸锭脆短等问题,有效的提高高碳模具连铸坯成材率,达到生产制造方便的目的。
上述实施方式中,为了提高本申请所制备铸坯的表面及内部质量、提高成材率,生产效率。本申请在连铸时,需对成型小方坯进行喷水冷却,其过程中按下述要求控制,冷却水量≥100L/min,水压≥0.5Mpa,进出水温差≤10℃,其中进水量温度≤40℃,出水温度≤50℃。同时,本申请所述的连铸工序还包括二冷,所述的二冷是按下述步骤进行的,冷却形式为气雾冷却,二冷比水量≥2.5L/kg,当采用立弯式或者弧形连铸机时,铸坯出矫直段的温度≥800℃。并在连铸过程中还需要控制拉坯速度,其过程中按下述要求进行,采用拉速控制在0.65m/min-1.0m/min的中低拉速,其中,当过热度为25℃,拉速为0.6m/min;当过热度为15℃,拉速为1m/min。此时,所述的防脆断退火是按下述要求进行的,退火温应控制在780℃~860℃,升温速率≤50℃,保温时间≥5h,降温速率≤30℃。并且使连铸终坯采用热装热送方式输送,热装热送的温度≥500℃。此处的二冷,是在铸坯外壳已经凝固后,由于内部仍然有钢液,所以在外壳喷冷水进行冷却促使内部凝固。
综上所述,本申请提供的技术方案还具有以下优点,采用该方法生产的高碳模具钢可有效的解决连铸坯表面点漏、表面裂纹、内部缩孔及铸锭脆短等问题,有效的提高高碳模具连铸坯成材率。
具体实施例
为克服现有高碳模具钢以模铸方式生产造成金属收得率低、生产效率不高等不足,本发明所要解决的技术问题是:提供一种连铸坯表面及内部质量良好、成材率高,生产效率高的一种高碳模具钢小方坯的连铸方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
浇注钢水成分需符合成分要求,其中需控制钢水H含量≤3ppm,O含量≤50ppm,对钢水采用低过热度工艺,过热度控制在15~25℃或浇注温度1405℃~1415℃;连铸采用中低拉速,拉速需控制在0.65m/min-1.0m/min;结晶器水量≥100L/min,水压≥0.5Mpa,进出水温差≤10℃;对钢水进行气雾冷却,二冷比水量≥2.5L/kg;对铸坯采用热装热送,热送温度≥500℃;退火温度控制780℃~860℃。
进一步地,该连铸方法适用于边长小于250mm的矩形坯;
进一步地,所述将过热度控制15~25℃或浇注温度1405℃~1415℃包括:在浇注过程中,需提前对中间包进行烤包,必要时候需进行中间包加热,保证钢液在中间包温度温度波动控制在1405℃~1415℃;
进一步地,所述高碳模具钢专用保护渣包括:保护渣碱度0.70-0.90,结晶器保护渣熔点880-950℃,粘度≤0.10Pa·S;
进一步地,结晶器冷却水量需≥100L/min,水压≥0.5Mpa,进出水温差≤10℃,包括进水量温度≤40℃,出水温度≤50℃,结晶器铜管使用中后期铜管,要求铜管内表面光滑无毛刺;
进一步地,对钢水进行气雾冷却,二冷比水量≥2.5L/kg,如采用立弯式或者弧形连铸机,铸坯出矫直段温度需≥800℃;
进一步地,连铸坯退火温度控制780℃~860℃,包括升温速率≤50℃,保温时间≥5h,降温速率≤30℃。
实施例一
该实施例是运用本发明所实施的方法来制备200mm×200mm的高碳模具钢连铸坯,采用立弯式连铸机。将浇注钢水成分合格的过热度控制在20℃,在浇注过程中,中间包钢水温度波动在±5℃以内。高碳模具钢专用保护渣碱度为0.7,熔点885℃,粘度0.071Pa·S,结晶器冷却水量110L/min,水压0.5Mpa,进出水温差5℃,连铸拉速为0.8m/min,对钢水进行气雾冷却,二冷比水量=2.7L/kg,铸坯出矫直段温度为850℃,最终连铸坯铸锭热送温度600℃,退火温度为800℃,包括升温速率40℃,保温时间15h,降温速率20℃,最终制成合格产品。
采用该方法制备的模具钢连铸坯,表面无点漏、裂纹等问题,连铸坯内部质量符合要求,无质量缺陷。
Claims (7)
1.高碳模具钢,其特征在于:所述的高碳模具钢一种包含有下述重量份组分的连铸小方坯,
所述的重量份组分为C为1.45~1.70%、Mn≤0.40%、Si≤0.4%、Co为11%~12.5%、Mu为0.4%~0.6%、V为=0.15~0.30%,其余量为铁及不可避免的杂质,
其中,连铸小方坯的横截面为120㎜~250㎜的矩形或正方形,
浇注前钢水中H含量≤3ppm,O含量≤50ppm。
2.用于权利要求1所述高碳模具钢的制备方法,其特征在于:所述的制备方法至少包括控成分钢水冶炼、保护渣条件的连铸成坯和防脆断退火几个步骤,
其中,所述的保护渣为碱度在0.70-0.90之间的碱渣,该保护渣的熔点为880-950℃,粘度≤0.10Pa·S。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:在连铸时,需对成型小方坯进行喷水冷却,其过程中按下述要求控制,冷却水量≥100L/min,水压≥0.5Mpa,进出水温差≤10℃,
其中进水量温度≤40℃,出水温度≤50℃。
4.根据权利要求2或3所述的制备方法,其特征在于:所述的连铸工序还包括二冷,所述的二冷是按下述步骤进行的,冷却形式为气雾冷却,二冷比水量≥2.5L/kg,
当采用立弯式或者弧形连铸机时,铸坯出矫直段的温度≥800℃。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:连铸过程中还需要控制拉坯速度,其过程中按下述要求进行,采用拉速控制在0.65m/min-1.0m/min的中低拉速,
其中,当过热度为25℃,拉速为0.6m/min;当过热度为15℃,拉速为1m/min。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述的防脆断退火是按下述要求进行的,
退火温应控制在780℃~860℃,升温速率≤50℃,保温时间≥5h,降温速率≤30℃。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于:连铸终坯采用热装热送方式输送,热装热送的温度≥500℃。
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