[发明专利]一种连铸电渣生产4Cr5MoSiV1模具用钢的方法

说明书

本发明属于钢种生产方法技术领域，特别提供了一种连铸电渣生产4Cr5MoSiV1模具用钢的方法，包括如下步骤：电弧炉冶炼钢水、钢包精炼炉精炼钢水、真空脱气炉精炼钢水、连铸235mm×265mm中方坯、电渣重熔、加热轧制、退火，所述步骤中的钢水成分按质量百分比计控制为C：0.37～0.43％、Mn：0.30～0.50％、Si：0.90～1.20％、P：＜0.025％、S：0.010％、Cr：4.80～5.50％、Mo：1.20～1.50％、V：0.90～1.10％、Cu：＜0.25％、Ni：＜0.25％，余量为铁和不可避免的杂质。本发明采用连铸中方坯+电渣重熔+以轧代锻工艺，制造生产4Cr5MoSiV1模具用钢，既保证了4Cr5MoSiV1模具用钢的各项综合力学性能，又提高了4Cr5MoSiV1模具用钢的成材率，从而降低了生产成本并提升生产效率。

技术领域

本发明属于钢种生产方法技术领域，特别提供了一种连铸电渣生产4Cr5MoSiV1模具用钢的方法。

背景技术

模具钢材是模具加工制造业中的重要材料，其直接影响模具加工、模具质量以及产品质量。用模具加工成型零件具有生产效率高、质量好、节约材料和成本低等一系列优点，应用范围极其广泛。热作模具钢是一类重要的模具材料，由于热作模具是在高温下长时间工作的，随着服役时间的延长其组织将发生变化，性能也会相应地发生改变，因此，这就要求热作模具钢具有良好的强韧性、冷热疲劳性能及高温热稳定性等。

4Cr5MoSiV1相当于ASTM中的H13、DIN标准中1.2344、JIS标准中的SKD61、ISO中的40CrMoV5等牌号，是既可用于热锻模具，又可用于热挤压模具，还可以用于压铸模具的中合金热作模具钢。其中4Cr5MoSiV1钢作为模具用钢的典型钢种，在模具加工制造业中得到了长足地发展和广泛地应用。4Cr5MoSiV1钢是一种5％Cr系中的中碳合金热作模具钢，其被大量地应用于热锻模具加工领域。该4Cr5MoSiV1钢具有优异的韧性和良好的冷热疲劳性能，其在600℃工作条件下与室温下的机械性能基本相同，适合用于制造工作温度为600℃，对韧性和塑性都具有较高要求的模具。4Cr5MoSiV1最早由美国在上世下半叶开发，由于其具有十分优异的淬透性，以及韧性好、耐磨性高、抗热疲劳好等特点，在热作模具钢中，4Cr5MoSiV1钢的综合性能表现十分突出，因此，它迅速被生产厂家所接受并成为主流热作模具钢，并陆续被世界各发达国家所采用。4Cr5MoSiV1钢的主要特性是：具有高的淬透性和高的韧性；优良的抗热裂能力，具有中等耐磨损能力，热处理的变形小，中等和高的切削加工性，中等抗脱碳能力。

基于上述的钢种特性，国内外都正在努力探究和拓展制造方法，以获得具有较低冶炼成本、合金化最合理的、具有最佳组织结构及优良综合性能的4Cr5MoSiV1钢。目前4Cr5MoSiV1钢的现有生产工艺主要有以下3种：

(1)电炉(转炉)→炉外精炼→模铸→锻打→热处理，是最为传统的一种方式。自80年代以来，国内大部分特殊钢厂都采用这种方法，它是较为传统的一种工艺模式。

(2)电炉→炉外精炼→模铸→初轧棒材→热处理，这种生产工艺采用以轧代锻工艺使得生产能耗降低较多，同时生产收得率也有所提高。

(3)电炉→炉外精炼→模铸→电渣重熔→锻打→热处理，这样的工艺通常是为了生产纯净度要求更高、致密度、综合性能均匀以及偏析程度较好的用途材料，其也是目前世界上公认生产高品质H13模具用钢最广泛的工艺流程。

但是，上述三种生产工艺都存在较多缺点。第一，通过模铸工艺生产钢锭，4Cr5MoSiV1模具用钢的成材率受到一定限制；第二，通过锻造方式来生产4Cr5MoSiV1模具用钢，虽然可以有效地改善钢坯内部组织，但是锻造方式的生产效率较低，并且成品模具用钢的尺寸精度不高；第三，模铸+电渣重熔钢锭生产的高端用途产品，其生产成本较高。