CN114737138B - 一种高镜面、高韧性超大截面zw863模具钢 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可兼容高镜面塑料模具及高韧性压铸模具的高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢，该模具钢最大厚度可达到700mm，最大宽度可达到1500mm；通过添加Ni元素，增加珠光体组织及贝氏体组织孕育期，从而提高材料淬透性，可满足大型模具芯部硬度及韧性要求；电极坯冶炼采用无钙化处理技术，通过控制钢中残余元素中的Ca含量，从而控制Ds类低熔点、单颗粒球状氧化物尺寸、数量及分布；该模具钢在48～50HRC的硬度下，抛光亮度可达到12000#以上，抛光评价可达到90％以上；在44～46HRC的硬度下，横向无缺口冲击功≥300J；超大截面模具钢经开模及真空热处理后，模具截面硬度均匀性≤2HRC。适用于大型汽车大灯灯罩、电镀件等高镜面模具，也可用于大型汽车结构件等压铸模具。

Description

一种高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢

技术领域

本发明属于钢合金领域，涉及一种能够适用于大型汽车大灯灯罩、电镀件等高镜面模具，以及可用于大型汽车结构件等压铸模具的模具钢，具体涉及一种高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢。

背景技术

模具被誉为“现代工业之母”，其市场需求量逐年放大趋势，而汽车大灯及结构件作为汽车工业的重要零部件，对汽车大灯模具、汽车结构件压铸模具及模具材料质量要求极高，尤其是良好的镜面抛光性能、高韧性、高淬透性等。随着汽车工业的发展，汽车大灯个性化、汽车结构轻量化，对模具材料需求也逐渐大型化。目前，国产汽车大灯、汽车结构件压铸用模具钢主要存在纯净度及抛光性能稳定性差，大截面材料表芯冲击差异大、淬透性不足等问题，无法持续满足大型汽车大灯模具、大型汽车结构件压铸模具发展及使用需求。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出一种高镜面、高韧性超大截面ZW863 模具钢。其中ZW863为牌号名称。该模具钢模块的最大截面可达到 700*1500mm，模块最大单重可达到15t，抛光亮度可达到12000#以上，抛光评价可达到90％以上。本技术通过添加Ni元素，控制P、S、Cu、Ti、 Nb等残余元素含量，同时冶炼过程通过无钙化处理技术，控制钢中残余元素Ca含量，使得材料抛光性能、韧性及淬透性大幅提高，以满足大型汽车大灯灯罩、电镀件等高镜面模具苛刻的抛光性能要求，以及大型汽车结构件压铸模具性能要求。

具体通过如下技术手段实现：

一种高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢，所述钢按质量百分比含量计为：C0.35-0.42％，Si 0.80-1.20％，Mn 0.25-0.55％，Cr 5.00-5.50％， Mo 1.20-1.50％，V0.30-0.50％，Ni 0.20-0.50％，P≤0.015％，S≤0.003％， Cu≤0.010％，Ti≤0.005％，Nb≤0.010％，Ca≤0.0012％，余量为Fe和不可避免的杂质。

作为优选，所述模具钢按质量百分比含量计为：C 0.35-0.40％，Si 0.90-1.10％，Mn 0.30-0.50％，Cr 5.00-5.30％，Mo 1.30-1.50％，V 0.30-0.50％，Ni 0.20-0.50％，P≤0.012％，S≤0.001％，Cu≤0.008％，Ti≤0.003％，Nb≤ 0.008％，Ca≤0.001％，余量为Fe和不可避免的杂质。

作为优选，所述模具钢按质量百分比含量计，钢中添加Ni元素控制在 0.25-0.40％。

作为优选，所述模具钢按质量百分比含量计，不可避免的杂质中：残余气体含量O≤12ppm，N≤80ppm，H≤1.0ppm，重点控制残余元素Ca≤ 0.001％。

所述高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢，珠光体组织(P)及贝氏体(B)组织孕育期增加，能够保证模具材料具有高淬透性，可满足大型模具芯部硬度及韧性要求。

作为优选，所述高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢，冶炼采用无钙化处理技术，控制钢中残余元素Ca含量，Ds类低熔点、单颗粒球状氧化物≤1.0级。

作为优选，电极坯冶炼过程采用无钙化处理方法，所述模具钢的Ca含量≤0.001％。

所述无钙化处理方法为：所述模具钢的制备方法中的LF精炼步骤中，采用高碱度精炼渣进行冶炼，渣中游离Ca元素向钢中扩散，达到自动平衡，从而以极低的溶解Ca含量，达到对钢中镁铝尖晶石的变性处理；并在VD 精炼步骤中，VD精炼破空后不再进行喂钙线处理。

所述高碱度精炼渣组分含量为：CaO 50～60wt％、Al₂O₃ 30～40wt％、MgO 5～10wt％及SiO₂≤6wt％。

作为优选，所述模具钢制备过程中得到的最大电渣锭为20t，所述模具钢的模块最大截面为700×1500mm，模块最大单重为15t。

作为优选，所述模具钢经超细化处理+球化退火后，在截面中心部位截取显微组织试样，带状组织级别为SA1～SA2和SB1～SB2，球化组织的级别为AS1～AS6，液析碳化物尺寸≤5μm。

所述超细化处理为，将所述模具钢的锻造毛坯预冷后重新加热至 1000～1010℃，保温10～16h，然后采用水空交替冷却+风冷+空冷联合的方式进行冷却，其中，水空交替冷却至模具钢的模块芯部为400～500℃后，使模块快速冷却，避免碳化物沿晶析出，出淬火槽开启风机进行风冷 10～20min，再停止风机空冷至200～260℃，空冷过程中模块表面返温不超过 350℃，完成超细化处理。

所述球化退火为，将所述模具钢超细化处理后的模块即时装炉，装炉温度为250℃以上，然后经640～660℃的均温，使其截面温度均匀，然后再升温至850～890℃，保温12～28h，再随炉缓慢冷却至680～720℃，保温25～56h，使其二次碳化物以球状均匀析出及长大，并以30℃/h以下的冷速 (优选15～30℃/h)，随炉缓冷至500℃以下，然后出炉空冷至室温，完成球化退火。

所述带状组织为，原始枝晶偏析经锻造变形后，沿变形方向呈流线形分布的正负偏析区(条或带)，正偏析区对应原始枝晶间组织，负偏析区对应原始枝晶干组织。正负偏析区差异主要为凝固时的选分结晶，C、Cr、 Mo、V等主要合金元素偏析于后凝固的枝晶间组织，造成微观不均匀性。

所述球化组织为，均匀细小的球状珠光体组织，其显微结构为铁素体基体上均匀分布的球状二次碳化物，在1000倍下观察，其密度为每1mm²铁素体基体面积上，正负偏析区碳化物分布存在一定差异，其中，正偏析区分布着(2.85～3.15)×10⁴个球状二次碳化物，负偏析区分布着(2.65～2.95) ×10⁴个球状二次碳化物，碳化物平均粒径为550nm-1.2μm，所述球状二次碳化物为M₂₃C₆型碳化物和/或M6C型碳化物(Mo含量1.35％以上时)的复合型碳化物。

作为优选，所述模具钢的截面中心部位的试样中，Ds类低熔点、单颗粒球状氧化物的级别≤1.0级。

所述模具钢的夹杂物尺寸、数量及分布为，在200mm²范围内Ds单颗粒球状氧化物1.0级数量≤1个或0.5级数量≤4个，且均匀分布于模具钢基体中。

所述高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢，在48～50HRC的硬度下，抛光亮度可达到12000#以上，抛光评价可达到90％以上。

所述高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢，在44～46HRC的硬度下，横向无缺口冲击功≥300J。

所述高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢，大截面模具钢经开模及真空热处理后，获得大型车灯模具或大型压铸模具，模具截面硬度均匀性≤2HRC。

本发明模具钢的大截面及高镜面抛光性能通过如下步骤的方法获得：

(1)转炉冶炼，按照上述高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢组分含量进行各原料的配比，(原料中选用高纯净度高炉铁水及废钢)，在转炉中进行复合吹炼，控制终点C及P含量分别为0.08％及0.04％，出钢温度为1640～1670℃，出钢的过程加铝进行脱氧。

(2)LF精炼，将步骤(1)得到的钢水置入到LF炉中，入LF炉后进行吹氩搅拌，氩气压力为0.6～0.9Mpa，随后送电升温，按照最终元素含量进行硅铁、锰铁、铬铁、钼铁及钒铁合金的配比，然后顺次加入硅铁、锰铁、铬铁、钼铁、钒铁、镍铁合金及增碳剂等，加料过程采用铝粒进行扩散脱氧，并采用高碱度精炼渣冶炼，高碱度精炼渣的具体组分比例为，CaO 50～60％、Al₂O₃ 30～40％、MgO 5～10％及SiO₂ 6％以内。(高碱度主要由渣中CaO含量控制，渣中游离Ca元素向钢中扩散，达到自动平衡，从而以极低的溶解Ca含量，达到对钢中镁铝尖晶石的变性处理)，精炼时间为 70～100min(确保合金充分熔化及均匀化)，LF炉出钢温度为1680～1700℃。

(3)VD精炼，钢包到位后不进行喂硅钙线处理(无钙化处理技术)，直接抽真空，极限真空度<67Pa，保持该极限真空度25～35min，破真空后取样分析，待取样成分满足最终产品含量、且残余元素中Ca≤0.001％后，软吹氩气至少25～30min(确保夹杂物充分上浮，获得超高纯净度钢水)，然后出炉浇注，吊包温度为1550～1570℃。

(4)电极坯浇铸，采用连铸方式进行电极坯的浇铸，过热度为≤40℃ (优选≤30℃)，连铸电极坯的直径为Φ300～400mm。

(5)电极坯软化退火，将步骤(4)得到的电极坯置入到退火炉内，升温至退火温度720～750℃，保温时间为1.5～2h/100mm，然后炉冷至350℃以下出炉。

(6)电渣重熔，将步骤(5)得到的电极坯表面清理磨光，去除氧化铁皮及表面缺陷，然后采用CaF、Al₂O₃、CaO、SiO₂及MgO组成的五元渣系进行冶炼，五元渣系的添加量为420-500kg，平均熔速为12～15g/min，最终获得最大锭型Φ1100mm、最大锭重20t的高纯净度电渣锭。(作为优选，所述五元渣系各组分的比例为：CaF₂ 40～60重量份、Al₂O₃ 20～30重量份、 CaO 10～20重量份、SiO₂ 10重量份以内及MgO 5重量份以内。)

(7)高温均质化处理，将步骤(6)得到的高纯净度电渣锭热送加热炉，热送温度为500～800℃，直接加热至1220～1240℃，进行预变形处理，随后回炉提高温度至1260～1280℃，保温28～45h(进行高温均质化处理)。

所述预变形处理为，电渣锭镦粗+拔长开坯，开坯尺寸T(厚度)×W (宽度)×H(高度)需满足H/T≤2.5，W/T≥2，具体尺寸以实际锭型为准。

(8)三向锻造及成型，步骤(7)处理过的电渣锭的温度降至 1200～1220℃后保温3～5h，出炉进行高均匀化三向锻造，每个方向至少进行一次墩粗+拔长后，最终成型至最大截面尺寸为700*1500mm，(为保证模块内部质量)开锻温度为1050～1150℃，终锻温度为850-950℃，最终获得大截面、高均匀化锻造毛坯。

(9)超细化处理，将步骤(8)获得的大截面、高均匀化锻造毛坯预冷处理后重新加热至1000～1010℃(进行碳化物溶解及均匀化)，保温 10～16h，然后采用水空交替冷却+风冷+空冷联合的方式进行冷却，最终冷却至模块表面返温不超过300～350℃后结束冷却。

所述预冷处理为，采用风冷的方式，将锻造毛坯冷却至表面450～500℃。

所述水空交替冷却+风冷+空冷联合的方式为，在自动控时控冷的淬火槽内根据预先设定的程序工艺参数进行水空交替冷却，直至模块芯部的温度为400～500℃后(时间控制)结束冷却，出淬火槽吊至风冷区继续进行风冷，冷却至模块表面返温不超过350～400℃后结束风冷，然后再空冷至模块表面返温不超过300～350℃结束冷却。

(10)球化退火，将步骤(9)超细化处理后得到的模具钢模块即时装炉，装炉温度为250℃以上，然后经640～660℃的均温，然后再升温至 850～890℃，保温12～28h，再随炉缓慢冷却至680～720℃，保温25～56h，并以30℃/h以下的冷速(优选15～30℃/h)，随炉缓冷至500℃以下，然后出炉空冷至室温。

(11)精整，将步骤(10)球化退后得到的模具钢模块，进行六面铣光处理，得到高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢。

进一步的，在步骤(11)后取样继续进行如下步骤检验：

将步骤(11)得到的成品，在截面中心部位取10*20mm金相试样，进行非金属夹杂物检测。

将步骤(11)得到的成品，在截面中心部位取80*80*20mm抛光试样，在990～1010℃进行奥氏体化，保温30～50min，油冷，至少回火2次至最终硬度48～50HRC，进行抛光性能检测。

将步骤(11)得到的成品，在截面中心部位取7*10*55mm横向无缺口冲击试样(非保护气氛炉预留适当余量)，在990～1010℃进行奥氏体化，保温20～40min，油冷，至少回火2次至最终硬度44～46HRC，进行冲击性能检测。

本发明的效果在于：

(1)通过合理控制本发明的ZW863模具钢的电渣重熔、高温均质化、三向锻造、超细化处理及球化退火工艺及成分调整相结合，使得该模具钢的最大厚度可达到700mm，最大宽度可达到1500mm。

(2)通过在本发明模具钢中添加Ni元素，并对其含量进行具体限定以及与其它元素含量的合理配合，可以使得钢的微观组织形成过程中大大增加珠光体组织(P)及贝氏体(B)组织孕育期，从而提高本发明模具钢的淬透性，能够满足大型模具芯部硬度及韧性要求。

(3)本发明通过无钙化处理技术，在LF精炼过程中，采用高碱度精炼渣进行冶炼，并在VD精炼破空后不再进行喂钙线处理，使得钢中的残余元素Ca的含量≤0.001％，从而使得Ds类低熔点、单颗粒球状氧化物的等级≤1.0级。

(4)本发明的模具钢通过合理控制钢中Ds类低熔点、单颗粒球状氧化物尺寸、数量及分布(在200mm²范围内Ds单颗粒球状氧化物1.0级数量≤1个或0.5级数量≤4个)，使得在48-50HRC的硬度下，抛光亮度可达到12000#以上，抛光评价可达到90％以上，从而完全可以满足大型汽车大灯灯罩、电镀件等高镜面模具苛刻的抛光性能要求。

(5)本发明的模具钢通过合理控制钢液析碳化物尺寸及分布(在 550mm²范围内液析碳化物尺寸≤5μm，保证基体连续性)，使得本发明的模具钢在44-46HRC的硬度下，横向无缺口冲击功≥300J，能够满足大型汽车结构件压铸模具性能要求。

(6)本发明的大截面模具钢通过对元素含量和制备方法进行具体限定，使得经开模及真空热处理后，模具截面硬度均匀性≤2HRC，能够满足大型模具芯部硬度要求。

附图说明

图1中 a为本发明高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢在一个截面区域内的夹杂物分布图。

图1中 b为本发明高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢在另一个截面区域内的夹杂物分布图。

图2为本发明高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢的抛光试样镜面效果图。

图3为本发明高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢横向无缺口冲击对比图。

具体实施方式

实施例1

一种高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢，钢化学成分及其百分含量为：

C 0.37％，Si 1.02％，Mn 0.40％，Cr 5.05％，Mo 1.35％，V 0.39％，Ni 0.26％，Nb 0.006％，P 0.008％，S 0.0008％，Cu 0.005％，Ti 0.0030％，Ca 0.0009％，余量为Fe和不可避免的杂质。电极坯冶炼过程进行无钙化处理(在LF精炼过程中，采用高碱度精炼渣进行冶炼，并在VD精炼破空后不再进行喂钙线处理)。

本实施例得到的模具钢的模块规格为500*1250mm。

实施例2

一种高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢，钢化学成分及其百分含量为：

C 0.38％，Si 0.99％，Mn 0.39％，Cr 5.08％，Mo 1.37％，V 0.40％，Ni 0.28％，Nb 0.006％，P 0.009％，S 0.0006％，Cu 0.006％，Ti 0.0025％，Ca 0.0006％，余量为Fe和不可避免的杂质。

电极坯冶炼过程进行无钙化处理(在LF精炼过程中，采用高碱度精炼渣进行冶炼，并在VD精炼破空后不再进行喂钙线处理)。

本实施例得到的模具钢的模块规格为600*1350mm。

实施例3

一种高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢，钢化学成分及其百分含量为：

C 0.37％，Si 1.05％，Mn 0.42％，Cr 5.10％，Mo 1.37％，V 0.41％，Ni 0.30％，Nb 0.005％，P 0.008％，S 0.0007％，Cu 0.005％，Ti 0.0027％，Ca 0.0004％，余量为Fe和不可避免的杂质；

电极坯冶炼过程进行无钙化处理(在LF精炼过程中，采用高碱度精炼渣进行冶炼，并在VD精炼破空后不再进行喂钙线处理)。

本实施例得到的模具钢的模块规格为700*1500mm。

对实施例1、实施例2和实施例3的高镜面、高韧性超大截面ZW863 模具钢进行如下操作：

(1)在截面中心部位取10*20mm金相试样，进行非金属夹杂物检测。

(2)在截面中心部位取80*80*20mm抛光试样，在990-1010℃进行奥氏体化，保温30～50min，油冷，至少回火2次至最终硬度48～50HRC，进行抛光性能检测。

(3)在截面中心部位取7*10*55mm横向无缺口冲击试样，在 990-1010℃进行奥氏体化，保温20～40min，油冷，至少回火2次至最终硬度44～46HRC，进行冲击性能检测。

对比例1

常规1.2343模具钢，钢化学成分及其百分含量为：

C 0.39％，Si 1.00％，Mn 0.42％，Cr 4.98％，Mo 1.30％，V 0.35％，P 0.014％，S 0.003％，余量为Fe和不可避免的杂质(本对比例没有添加Ni元素，并且 Cr含量低于本发明技术方案中Cr的含量)。

其他残余元素无控制，电极坯冶炼过程进行钙化处理(VD破空后喂钙线40m)。

本对比例得到的模具钢的模块规格为400*1100mm。

对比例2

常规1.2343模具钢，钢化学成分及其百分含量为：

C 0.37％，Si 1.05％，Mn 0.45％，Cr 5.02％，Mo 1.26％，V 0.38％，P 0.012％，S 0.002％，余量为Fe和不可避免的杂质(本对比例没有添加Ni元素)。

其他残余元素无控制，电极坯冶炼过程进行钙化处理(VD破空后喂钙线30m)。

本对比例得到的模具钢的模块规格为500*1100mm。

对比例及各实施例中非金属夹杂物、抛光性能、横向无缺口冲击性能检测结果见表1、表2、表3。其中表1为各对比例及各实施例非金属夹杂物级别及Ds夹杂物尺寸、数量及分步情况，表2为各对比例及各实施例抛光性能比较，表3为各对比例和实施例的横向无缺口冲击性能比较。

表1

表2

对比试样	规格/mm	抛光亮度	抛光评价
				对比例1	400*1100	10000#	83％(低于90％)
对比例2	500*1100	10000#	85％(低于90％)
				实施例1	500*1250	12000#	90％
实施例2	600*1350	12000#	92％
				实施例3	700*1500	12000#	95％

表3

对比试样	规格/mm	横向无缺口冲击单个值/J	横向无缺口冲击平均值/J
				对比例1	400*1100	242、253、265	252.3
对比例2	500*1100	215、221、239	225.0
				实施例1	500*1250	332、325、341	332.7
实施例2	600*1350	329、323、339	330.3
				实施例3	700*1500	318、324、330	324.0

从表1、表2和表3的对比情况可以看出，本发明的模具钢通过添加合适范围内的Ni元素，以及与其它元素含量的合理配合，可以使得钢的微观组织形成过程中大大增加珠光体组织(P)及贝氏体(B)组织孕育期，从而提高本发明模具钢的淬透性。通过无钙化处理技术、残余气体控制与元素组分含量进行配合，使得各类非金属夹杂物尤其是Ds类低熔点、单颗粒球状氧化物的尺寸、数量及分布更为合理。最终得到的模具钢横向无缺口冲击平均值实现了稳定及提高，同时抛性能得到了大幅度提升。

图1中 a和图1中 b分别为实施例3和实施例2的截面中心区域内的夹杂物分布图，图1中 a为Ds 0级，图1中 b为Ds 0.5级。图2为实施例3的抛光试样，其抛光亮度为12000#，抛光评价为95％，图2中可以看出，镜面效果优良，基本无瑕疵(麻点)。图3为实施例1～3横向无缺口冲击功对比，由图可得冲击功均达到300J以上，且随着截面尺寸的增大，冲击功衰减较小。

Claims (6)

1.一种高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢的制备方法，其特征在于，所述高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢的化学成分按质量百分比含量计为：C 0.35-0.42%，Si 0.80-1.20%，Mn 0.25-0.55%，Cr 5.00-5.50%，Mo 1.20-1.50%，V 0.30-0.50%，Ni 0.20-0.50%，P≤0.015%，S≤0.003%，Cu≤0.010%，Ti≤0.005%，Nb≤0.010%，余量为Fe和不可避免的杂质；

所述制备方法包括电极坯的冶炼，电极坯冶炼过程采用无钙化处理方法，所述模具钢的Ca含量≤0.001%；

所述无钙化处理方法为：在LF精炼步骤中，采用高碱度精炼渣进行冶炼，渣中游离Ca元素向钢中扩散，达到自动平衡，从而以极低的溶解Ca含量，达到对钢中镁铝尖晶石的变性处理；并在VD精炼步骤中，VD精炼破空后不再进行喂钙线处理；

所述高碱度精炼渣的组分含量为：CaO 50~60wt%、Al₂O₃ 30~40wt%、MgO 5~10wt%及SiO₂≤ 6wt%；

所述模具钢经超细化处理以及球化退火后，在中心部位截取显微组织试样的截面处，带状组织级别为SA1~SA2和SB1~SB2，球化组织的级别为AS1~AS6，液析碳化物尺寸≤5μm；

所述超细化处理为：将所述模具钢的锻造毛坯预冷后重新加热至1000~1010℃，保温10~16h，然后采用水空交替冷却+风冷+空冷联合的方式进行冷却，其中，水空交替冷却至模具钢的模块芯部为400~500℃后，出淬火槽开启风机进行风冷10~20min，再停止风机，空冷至200~260℃，空冷过程中模块表面返温不超过350℃，完成超细化处理；

所述球化退火为：将超细化处理后的模具钢模块即时装炉，装炉温度为250℃以上，然后在640~660℃的温度下进行保温，使其截面温度均匀，然后再升温至850~890℃，保温12~28h，再随炉缓慢冷却至680~720℃，保温25~56h，并以30℃/h以下的冷速随炉缓冷至500℃以下，然后出炉空冷至室温，完成球化退火；

所述带状组织为：原始枝晶偏析经锻造变形后，沿变形方向呈流线形分布的正负偏析区，所述正负偏析区为条状或带状分布，正偏析区对应原始枝晶间组织，负偏析区对应原始枝晶干组织；

所述模具钢经下料、铣磨加工以及开模后形成模具，然后经真空热处理后，模具截面硬度均匀性≤2HRC；

所述真空热处理为：将所述模具装入真空气淬炉内，炉内抽真空后，经600~650℃预热，然后升温至800~900℃进行均温，再升温至990~1010℃进行奥氏体化，保温2~4h，再使用6~13bar的高压氮气进行气冷，冷却至模具表面温度150℃以下，再装入氩气保护井式回火炉中，在560℃以上至少进行三次回火，每次回火结束空冷或风冷至室温，完成模具的真空热处理；

在电渣重熔步骤中，将浇铸后退火得到的电极坯表面清理磨光，去除氧化铁皮及表面缺陷，然后采用CaF₂、Al₂O₃、CaO、SiO₂及MgO组成的五元渣系进行冶炼，所述五元渣系的添加量为420~500kg，平均熔速为12~15g/min，冶炼后得到最大锭型为Φ1100mm、最大锭重为20t的高纯净度电渣锭；

所述五元渣系各组分的比例为：CaF₂ 40~60重量份、Al₂O₃ 20~30重量份、CaO 10~20重量份、SiO₂ 10重量份以内及MgO 5重量份以内。

2. 根据权利要求1所述的高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢的制备方法，其特征在于，所述模具钢的化学成分按质量百分比含量计为：C 0.35-0.40%，Si 0.90-1.10%，Mn0.30-0.50%，Cr 5.00-5.30%，Mo 1.30-1.50%，V 0.30-0.50%，Ni 0.25-0.50%，P≤0.012%，S≤0.001%，Cu≤0.008%，Ti≤0.003%，Nb≤0.008%，余量为Fe和不可避免的杂质。

3.根据权利要求1或2所述的高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢的制备方法，其特征在于，所述模具钢的不可避免的杂质中：残余气体含量O≤12ppm，N≤80ppm，H≤1.0ppm。

4.根据权利要求1或2所述的高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢的制备方法，其特征在于，所述模具钢制备过程中得到的最大电渣锭为20t，所述模具钢的模块最大截面为700×1500mm，模块最大单重为15t。

5. 根据权利要求1或2所述的高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢的制备方法，其特征在于，所述模具钢的截面中心部位的试样中， Ds类低熔点、单颗粒球状氧化物的级别≤1.0级；

所述模具钢的夹杂物尺寸、数量及分布为：在每200mm²范围内Ds单颗粒球状氧化物1.0级数量≤1个或0.5级数量≤4个，且均匀分布于模具钢基体中。

6.根据权利要求1或2所述的高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢的制备方法，其特征在于，所述模具钢经超细化处理和球化退火后，截面中心部位截取抛光试样，然后在990~1010℃进行奥氏体化，保温30~50min，油冷，然后回火2次以上，所述抛光试样的最终硬度为48~50HRC，最高抛光亮度为12000#以上，抛光评价为90%以上；

或者所述模具钢经超细化处理后，在截面中心部位截取横向无缺口冲击试样，在990~1010℃进行奥氏体化，保温20~40min，油冷，然后回火2次以上，所述冲击试样的最终硬度为44~46HRC，然后进行冲击性能检测，所述模具钢的横向无缺口冲击功≥300J。

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