CN114231847B - 一种djh65铰刀钢的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种DJH65铰刀钢的制备方法，解决了现有技术中的铰刀钢由于锻造温度区间存在M23C6型碳化物，使得钢材探伤不合格的技术问题。它包括S1冶炼、S2锻造和S3粗加工步骤，所述DJH65铰刀钢组成成分按质量百分比为C含量0.60‑0.65，Si含量0.20‑0.50，Mn含量0.40‑0.60，S含量≤0.003，P含量≤0.012，Cr含量5.0‑5.5，Mo含量2.30‑2.55，V含量0.50‑0.70，余量为Fe。本发明通过新型工艺控制，控制锻造的各个进程，并提高终锻温度，在“M23C6型碳化物”未形成或未长大前完成锻造工序，锻后及时退火，提供一种有效提高产品探伤合格率的DJH65铰刀钢的制备方法。

Description

一种DJH65铰刀钢的制备方法
技术领域
本发明涉及合金钢制造的技术领域，具体涉及一种DJH65铰刀钢的制备方法。
背景技术
DJH65是在H13基础上开发的工模具钢，成分中碳、钼元素增加，具有增加钢材硬度、提高耐磨性能、提高淬透性的优势，提高了铰刀钢回火稳定性、与（耐）高温性能，且具有细化晶粒的作用。在高温工作时，能保持高硬度的、有提高模具钢耐磨作用、有提高模具寿命作用。经过使用中的分析与验证，DJH65铰刀钢探伤不合格的原因是硬、脆的M23C6型碳化物存在于锻造温度区间，与其他因素无关。
在铰刀钢H13的锻造中，专利CN201910536450.5公布了一种提高H13钢退火组织均匀性的热处理工艺，该专利中，通过对于锻造工艺的控制，使得钢材中的碳化钨弥散分布，尺寸均匀适中，避免了碳化钨沿晶界呈链状分布，显著提高了材料退火组织均匀性和等向性能，但该专利中并未公布如何通过控制锻造步骤避免M23C6型碳化物的产生。
专利CN202110594391.4公布了一种H13圆钢整体调质热处理方法，该专利中，对于H13钢的材质进行了清整，解决了H13钢材料因淬透性好在淬火过程易开裂的问题，获得了优异的综合性能，且未因为整体调质而出行H13钢开裂报废的现象。
而上述专利均未提供如何解决H13钢，乃至DJH65钢中M23C6型碳化物的产生。因此，如何提供一种提高产品探伤合格率的DJH65铰刀钢的制备方法成为了亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种DJH65铰刀钢的制备方法，以解决现有技术中的铰刀钢由于锻造温度区间存在M23C6型碳化物，使得钢材探伤不合格的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种DJH65铰刀钢的制备方法，所述DJH65铰刀钢组成成分按质量百分比为C含量0.60-0.65，Si含量0.20-0.50，Mn含量0.40-0.60，S含量≤0.003，P含量≤0.012，Cr含量5.0-5.5，Mo含量2.30-2.55，V含量0.50-0.70，余量为Fe，包括S1冶炼、S2锻造和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1200±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1200±20℃，保温时间为按钢锭的厚度，每毫米保温0.6-0.8分，然后进行第二序：用工装摔子拔长到需要尺寸；
S2.2、锻造，锻造比≥5，始锻温度1200±20℃，终锻温度≥980℃，锻后空冷温度≥800℃,锻后立即装入炉温在850℃-870℃炉中退火，保温时间按厚度3分/毫米计算。
可选或优选地，所述S1冶炼步骤包括以下子步骤：
S1.1、按该DJH65铰刀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，控制最终碳含量为0.45%±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0.45%，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炉本次炼制总量，每吨加Al线6.0米，成分控制C为0.63%，Si为0.25%，Mn为0.50% ，Cr为5.3%，Mo为2.45%，V为0.6%，加Ca线，按LF炉本次炼制总量，每吨加Ca线5.0米，加Ba-Si 粉，按LF炉本次炼制总量，每吨加Ba-Si 粉1Kg，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；
S1.7、电渣，将上述浇注、冷却合格的Φ300毫米的电极棒，重熔Φ550毫米、3吨的电渣锭；
S1.8、电渣渣系，总渣量：120公斤，其中氟化钙 81公斤、三氧化二铝 34公斤、氧化镁 5公斤；
S1.9、脱氧，渣中加入铝粉350公斤；
S1.10、电流及电压，电流11300±500安，电压68-74伏；
S1.11、电渣锭缓冷，保护罩内缓冷至≤100℃。
3. 根据权利要求1所述的一种DJH65铰刀钢的制备方法，其特征在于，所述S3粗加工步骤包括以下子步骤：
S3.1、按GB/T4162-2008《锻轧钢棒超声波检验法》探伤合格后，锯床上锯平端面；
S3.2、车床上小进刀量车光到尺。
可选或优选地，所述S2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。
可选或优选地，所述步骤S2.2中退火后，所述产品的硬度≤HB255。
可选或优选地，所述步骤S2.2中退火后按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。
可选或优选地，所述S3粗加工步骤后进行超声波探伤：按GB/T4162-2008《锻轧钢棒超声波检验法》探伤合格。
可选或优选地，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≤1.5，粗系≤1.0，B类（氧化物类）细系≤1.5，粗系≤1.0，C类（硅酸盐类）细系≤1.0，粗细≤1.0，D类（环状氧化物类）细系≤1.0，粗系≤1.0。
可选或优选地，所述S3粗加工步骤完成后进行尺寸公差检测，按GB/T908标准检测尺寸公差，外圆公差+5/-10mm，长度度公差-10/+15mm。
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：
（1）本发明提供的DJH65铰刀钢的制备方法，步骤2中的锻造包括两小节，第一小节将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1200±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1200±20℃，保温时间为按钢锭的厚度，每毫米保温0.6-0.8分，然后进行第二序：用工装摔子拔长到需要尺寸；第二小节，对上述小节中的钢锭进行锻造，锻造比≥5，始锻温度1200±20℃，终锻温度≥980℃，锻后空冷温度≥800℃,锻后立即装入炉温在850℃-870℃炉中退火，保温时间按厚度3分/毫米计算。通过控制锻造的各个进程，并提高终锻温度，规避该碳化物析出温度区间，在“M23C6型碳化物”未形成或未长大前完成锻造工序，锻后及时退火，使锻造成型的成品铰刀钢不再出现探伤不合格现象，提供一种有效提高产品探伤合格率的DJH65铰刀钢的制备方法。
附图说明
图1是本发明的DJH65铰刀钢中“M23C6型碳化物”的相摩尔数（%）---温度图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本发明提供了一种DJH65铰刀钢的制备方法，以解决现有技术中的铰刀钢由于锻造温度区间存在M23C6型碳化物，使得钢材探伤不合格的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
实施例1
本发明提供的一种DJH65铰刀钢的制备方法，所述DJH65铰刀钢组成成分按质量百分比为C含量0.63，Si含量0.43，Mn含量0.52，S含量0.003，P含量0.009，Cr含量5.16，Mo含量2.35，V含量0.52，Fe含量89.978，包括S1冶炼、S2锻造和S3粗加工步骤；
所述S1冶炼步骤包括以下子步骤：
S1.1、按该DJH65铰刀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，控制最终碳含量为0.45%±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0.45%，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炉本次炼制总量，每吨加Al线6.0米，成分控制C为0.63%，Si为0.25%，Mn为0.50% ，Cr为5.3%，Mo为2.45%，V为0.6%，加Ca线，按LF炉本次炼制总量，每吨加Ca线5.0米，加Ba-Si 粉，按LF炉本次炼制总量，每吨加Ba-Si 粉1Kg，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；
S1.7、电渣，将上述浇注、冷却合格的Φ300毫米的电极棒，重熔Φ550毫米、3吨的电渣锭；
S1.8、电渣渣系，总渣量：120公斤，其中氟化钙 81公斤、三氧化二铝 34公斤、氧化镁 5公斤；
S1.9、脱氧，渣中加入铝粉350公斤；
S1.10、电流及电压，电流11300±500安，电压68-74伏；
S1.11、电渣锭缓冷，保护罩内缓冷至≤100℃。
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1200±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1200±20℃，保温时间为按钢锭的厚度，每毫米保温0.6-0.8分，然后进行第二序：用工装摔子拔长到需要尺寸；
S2.2、锻造，锻造比≥5，始锻温度1200±20℃，终锻温度≥980℃，锻后空冷温度≥800℃,锻后立即装入炉温在850℃-870℃炉中退火，保温时间按厚度3分/毫米计算。
作为可选的实施方式，所述S3粗加工步骤包括以下子步骤：
S3.1、按GB/T4162-2008《锻轧钢棒超声波检验法》探伤合格后，锯床上锯平端面；
S3.2、车床上小进刀量车光到尺。
所述S2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。
所述步骤S2.2中退火后，所述产品的硬度≤HB255。
所述步骤S2.2中退火后按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。
所述S3粗加工步骤后进行超声波探伤：按GB/T4162-2008《锻轧钢棒超声波检验法》探伤合格。
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≤1.5，粗系≤1.0，B类（氧化物类）细系≤1.5，粗系≤1.0，C类（硅酸盐类）细系≤1.0，粗细≤1.0，D类（环状氧化物类）细系≤1.0，粗系≤1.0。
所述S3粗加工步骤完成后进行尺寸公差检测，按GB/T908标准检测尺寸公差，外圆公差+5/-10mm，长度度公差-10/+15mm。
图1为通过材料性能软件对实施例1配比DJH65铰刀钢中的“M23C6型碳化物”计算的结果，所述“M23C6型碳化物”的相摩尔数随温度变化如图1，可见当温度为800-1000℃时，实施例1中“M23C6型碳化物”的相摩尔数开始急剧降低，当温度到达1000℃时，实施例1中的“M23C6型碳化物”相摩尔数趋近于0。本发明提供的DJH65铰刀钢的制备方法，步骤2中的锻造包括两小节，第一小节将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1200±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1200±20℃，保温时间为按钢锭的厚度，每毫米保温0.6-0.8分，然后进行第二序：用工装摔子拔长到需要尺寸；第二小节，对上述小节中的钢锭进行锻造，锻造比≥5，始锻温度1200±20℃，终锻温度≥980℃，锻后空冷温度≥800℃,锻后立即装入炉温在850℃-870℃炉中退火，保温时间按厚度3分/毫米计算。通过控制锻造的各个进程，并提高终锻温度，规避该碳化物析出温度区间，在“M23C6型碳化物”未形成或未长大前完成锻造工序，锻后及时退火，使锻造成型的成品铰刀钢不再出现探伤不合格现象，提供一种有效提高产品探伤合格率的DJH65铰刀钢的制备方法。
实施例2
与实施例1相比，实施例2提供的一种DJH65铰刀钢的制备方法，所述DJH65铰刀钢组成成分按质量百分比为C含量0.60，Si含量0.20，Mn含量0.40，S含量≤0.003，P含量≤0.012，Cr含量5.0，Mo含量2.30，V含量0.50，Fe含量90.985。
实施例3
与实施例1相比，实施例3提供的一种DJH65铰刀钢的制备方法，所述DJH65铰刀钢组成成分按质量百分比为C含量0.65，Si含量0.50，Mn含量0.60，S含量0.003，P含量0.012，Cr含量5.5，Mo含量2.55，V含量0.70， Fe含量89.485。
所述实施例2与实施例3的DJH65铰刀钢的制备方法与实施例1相同，且技术原理相同，均能够成功在“M23C6型碳化物”未形成或未长大前完成锻造工序，使得产品的检测性能符合各个步骤后的规定，且最终的产物按照GB/T4162-2008《锻轧钢棒超声波检验法》进行超声波探伤与按照GB/T10561高倍组织检测均能符合标准，且按GB/T908标准检测尺寸公差，达到外圆公差+5/-10mm，长度度公差-10/+15mm的要求。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种DJH65铰刀钢的制备方法，所述DJH65铰刀钢组成成分按质量百分比为C含量0.60-0.65，Si含量0.20-0.50，Mn含量0.40-0.60，S含量≤0.003，P含量≤0.012，Cr含量5.0-5.5，Mo含量2.30-2.55，V含量0.50-0.70，余量为Fe，其特征在于，包括S1冶炼、S2锻造和S3粗加工步骤；
所述S1冶炼步骤包括以下子步骤：
S1.1、按该DJH65铰刀钢组成成分配料并且增强铁合金烘烤；
S1.2、电炉垫石灰500k g，测温≥1620℃，吹氧脱碳，控制最终碳含量为0.45%±0.2%；
S1.3、预还原，加石灰500k g，用硅铁脱氧，加纯铁降温，成渣后加Fe-Si粉80 k g，吹氩气搅拌≥10分钟，出钢前Si含量调整到0.45%，滗渣；
S1.4、LF炉加石灰500k g，帽渣150 k g，帽渣出现白色后加Al线，按LF炉本次炼制总量，每吨加Al线6.0米，成分控制C为0.63%，Si为0.25%，Mn为0.50% ，Cr为5.3%，Mo为2.45%，V为0.6%，加Ca线，按LF炉本次炼制总量，每吨加Ca线5.0米，加Ba-Si 粉，按LF炉本次炼制总量，每吨加Ba-Si 粉1k g，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；
S1.7、电渣，将上述浇注、冷却合格的Φ300毫米的电极棒，重熔Φ550毫米、3吨的电渣锭；
S1.8、电渣渣系，总渣量：120公斤，其中氟化钙 81公斤、三氧化二铝 34公斤、氧化镁 5公斤；
S1.9、脱氧，渣中加入铝粉350公斤；
S1.10、电流及电压，电流11300±500安，电压68-74伏；
S1.11、电渣锭缓冷，保护罩内缓冷至≤100℃；
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1200±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1200±20℃，保温时间为按钢锭的厚度，每毫米保温0.6-0.8分，然后进行第二序：用工装摔子拔长到需要尺寸；
S2.2、锻造，锻造比≥5，始锻温度1200±20℃，终锻温度≥980℃，锻后空冷温度≥800℃,锻后立即装入炉温在850℃-870℃炉中退火，保温时间按厚度3分/毫米计算。
2.根据权利要求1所述的一种DJH65铰刀钢的制备方法，其特征在于，所述S3粗加工步骤包括以下子步骤：
S3.1、按GB/T4162-2008《锻轧钢棒超声波检验法》探伤合格后，锯床上锯平端面；
S3.2、车床上小进刀量车光到尺。
3.根据权利要求1所述的一种DJH65铰刀钢的制备方法，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DJH65铰刀钢的制备方法，其特征在于：所述步骤S2.2中退火后，所述产品的硬度≤HB255。
5.根据权利要求1所述的一种DJH65铰刀钢的制备方法，其特征在于：所述步骤S2.2中退火后按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。
6.根据权利要求1所述的一种DJH65铰刀钢的制备方法，其特征在于：所述S3粗加工步骤后进行超声波探伤：按GB/T4162-2008《锻轧钢棒超声波检验法》探伤合格。
7.根据权利要求1所述的一种DJH65铰刀钢的制备方法，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≤1.5，粗系≤1.0，B类氧化物类细系≤1.5，粗系≤1.0，C类硅酸盐类细系≤1.0，粗细≤1.0，D类环状氧化物类细系≤1.0，粗系≤1.0。
8.根据权利要求1所述的一种DJH65铰刀钢的制备方法，其特征在于：所述S3粗加工步骤完成后进行尺寸公差检测，按GB/T908标准检测尺寸公差，外圆公差+5/-10mm，长度度公差-10/+15mm。
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