[发明专利]冷作模具圆钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及冷作模具钢的制造领域，更具体地讲，涉及一种高碳高铬模具圆钢的制造方法。

背景技术

由于冷作模具钢中碳、铬含量很高、且含一定的钼和钒，在生产时变形抗力很大，国内生产工艺为快锻机开坯，轧机或电液锤成材，成材率为70%。

本发明所用的研究用钢是一种高碳含12%铬模具钢且为通用冷作模具钢，该钢含有Cr、Si、Mn、Mo、V等合金元素，具有很高的淬透性。

目前国内对提高冷作模具钢成材率的研究很少，本发明的目的旨在克服上述现有技术中的不足。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。

本发明的目的之一在于提供一种冷作模具圆钢的制造方法，以大幅度提高冷作模具钢的成材率。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种冷作模具圆钢的制造方法。所述制造方法包括电炉冶炼、炉外精炼、模铸和锻造处理的步骤，其中，炉外精炼包括钢包精炼炉精炼和真空精炼炉精炼，在真空处理过程中，保证在极限真空度小于或等于67pa的时间不少于15分钟；模铸时采用下注法，并在水口用氩气保护浇钢过程；锻造处理包括：将模铸得到的钢锭带模红送至锻造处，脱模后将钢锭加热至1140～1160℃并保温，通过精锻机一火锻制为圆钢。

根据本发明的冷作模具圆钢的制造方法的一个实施例，所述电炉冶炼时采用装入法，并将出钢温度控制为大于1650℃。

根据本发明的冷作模具圆钢的制造方法的一个实施例，炉外精炼时，在真空处理前进行去渣操作，以保证进入真空精炼炉内炉渣厚度≤40mm。

根据本发明的冷作模具圆钢的制造方法的一个实施例，以重量百分比计，经钢包精炼炉精炼后的钢水中的硫含量小于0.005%，钢水进入真空精炼炉的温度大于1600℃。

根据本发明的冷作模具圆钢的制造方法的一个实施例，在所述真空精炼炉精炼步骤中，采用Al、Ca进行脱氧及非金属夹杂物球化处理。

根据本发明的冷作模具圆钢的制造方法的一个实施例，在所述模铸步骤中，浇钢前向钢锭模内吹入氩气以排出空气。

根据本发明的冷作模具圆钢的制造方法的一个实施例，将所述钢锭加热至1140～1160℃后的保温时间为4～5h。

根据本发明的冷作模具圆钢的制造方法的一个实施例，在所述锻制处理步骤中，控制锻制比大于2.0。

本发明的另一方面提供了冷作模具圆钢，所述冷作模具圆钢采用上述的冷作模具圆钢的制造方法制得。

根据本发明的冷作模具圆钢的一个实施例，以重量百分比计，所述冷作模具圆钢中碳含量为1.45～1.60%，铬含量为11.5～12.5%，钼含量为0.4～0.6%，钒含量为0.15～0.3%。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明工艺简单、控制方便，可以有效提高冷作模具钢锻制圆钢成材率10%以上，生产的冷作模具钢锻制圆钢的理化性能完全满足用户要求和国家标准，具有良好的应用前景。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例详细地说明本发明冷作模具圆钢及其制造方法。

根据本发明一方面示例性实施例的冷作模具圆钢的制造方法包括以下步骤：采用电炉初练和钢包精炼炉精炼，获得化学成分满足相关标准要求的冷作模具钢钢水；采用真空精炼炉进行二次精炼，并在真空处理过程中，保证在极限真空度小于或等于67pa的时间不少于15分钟；模铸时采用下注法，并在水口用氩气保护浇钢过程，得到冷作模具钢钢锭；将所述钢锭带模红送至锻造处，脱模后将钢锭加热至1140～1160℃并保温；通过精锻机将所述钢锭一火锻制为圆钢。

优选地，上述冶炼方法采用装入法，电炉出钢温度控制为高于1650℃，LF精炼炉准确控制冷作模具钢化学成分。

其中，采用EF电炉进行初次冶炼。在熔化期采用大功率送电熔化、保证氧化温度大于1590℃，优选地，将出钢温度控制大于1650℃。由于该类钢在精炼时吸气（例如，氮气）严重，若出钢温度小于1650℃，精炼时间将很长，钢液吸气严重，相反，出钢温度大于1650℃，精炼时间将大幅缩短，钢液中的气体含量将有效得到控制。

采用LF钢包炉进行精炼，钢包入LF精炼炉后，调整氩气流量并送电精炼。为了防止在精炼时钢液吸气，宜在精炼时采用大渣量并快速升温，主要以碳粉还原为主，迅速造好精炼渣、进行合金化并保证钢液脱氧、脱硫良好，控制S≤0.005%、化学成分满足标准要求。