[发明专利]冷作模具钢夹杂物控制方法

说明书

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种冷作模具钢夹杂物控制方法。针对现有市场上缺乏一种专门针对冷作模具钢夹杂物的控制方法的问题，本发明提供一种冷作模具钢夹杂物控制方法，包括以下步骤：电炉冶炼、LF炉精炼、VD炉精炼、模铸、锻造和轧制；在VD炉精炼工序，VD破空后加入(0.5kg±0.05kg)/吨钢的稀土，控制软吹时间为30min～50min；在模铸工序，控制浇注温度为1450℃～1470℃。本发明通过在VD炉精炼时加入稀土，精确控制软吹时间和在模铸阶段精确控制浇注温度，使得冷作模具钢中夹杂物含量降低，满足国标GB/T10561‑2005的A法检验与评级，尤其适用于Cr12系列钢种夹杂物的控制，适宜推广使用。

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种冷作模具钢夹杂物控制方法。

背景技术

现有市场上应用最广泛的冷作模具钢材料主要为高碳高铬冷作模具钢Cr12、Crl2MoV等，其具有较高的淬透性、淬硬性、耐磨性，高温抗氧化性能好，因此作为通用型冷作模具钢材料广泛应用于制造各种用途的冷作模具，例如形状复杂的冲孔凹模、冷挤压模、滚螺纹轮、冷剪切刀和精密量具等。

冷作模具钢中的夹杂物对其性能影响极大。冷作模具钢中的夹杂物含量高，极易引起冷作模具钢产品在使用过程中出现麻坑以及疲劳断裂等质量问题，严重影响产品的使用寿命。尤其是高熔点的Al₂O₃夹杂物以及硫化物类夹杂物，Al₂O₃夹杂物在轧制过程中由于其变形率较小，会导致产品疲劳强度降低以及产生表面缺陷，硫化物类夹杂极易溶解于含Cl离子水中，降低钢的抗腐蚀性能，另一方面还降低钢的塑性、韧性和抗疲劳性能，如果钢中硫化物含量超过一定标准，在冶炼生产和轧制过程将会造成铸坯裂纹，严重影响产品质量。为了避免冷作模具钢产品在使用过程中因高压或磨蚀作用引起夹杂物脱落，形成裂纹源，降低使用寿命，造成安全事故，需要提高冷作模具钢洁净度，降低其夹杂物含量。现有的冷作模具钢中要求不能有较大尺寸的硬性夹杂，尤其是大于20μm的夹杂物。

专利CN108467985A公开了一种压力容器用奥氏体不锈钢的夹杂物控制方法，该方法采用K-OBM-S炉→VOD炉→LF炉流程，在K-OBM-S炉中兑入经过预处理的脱磷脱硫的铁水配置成需要的成分，在渣厚≤50mm时出钢到VOD炉；VOD炉沸腾期保持真空度≤2mbar，还原期加入石灰吨钢15～18kg，萤石吨钢3～6kg，铝丸吨钢4～5kg，还原时间15～25min，然后出钢到LF炉；LF炉化渣后在渣面加入铝粉吨钢0.625kg，喂入纯钙线吨钢1～2m进行微钙处理，用吨钢3.0～4.0L/min的氩气底吹下搅拌5min，然后在吨钢1.0～1.5L/min的氩气底吹下搅拌15～25min出炉，连铸镇静时间30～35min。该方法采用K-OBM-S炉→VOD炉→LF炉流程冶炼生产奥氏体不锈钢，控制过程主要对K-OBM-S炉、VOD炉和LF炉的冶炼相关参数及辅料加入数量等进行控制。该方法生产的是奥氏体不锈钢，无法给生产冷作模具钢控制夹杂物提供依据。

专利CN106319328A公开了一种高碳钢盘条夹杂物控制方法，包括转炉、精炼、连铸、连轧和线材轧制。(1)转炉冶炼：转炉采用高碳出钢,转炉终点碳含量不低于0.4％,转炉炉后采用硅锰脱氧；(2)LF精炼：精炼过程温度控制在1550℃#1640℃,时间60#80分钟,精炼终点钢液中硫含量应控制在0.016#0.025％之间,钢液氧活度控制在(10#30)×10#6之间,钢液酸溶铝含量控制在0.0005％#0.0025％之间,钢液的钛含量不应大于0.0010％；(3)连铸：采用大方坯连铸,钢坯断面尺寸280mm*380mm,拉速在0.6m/min#0.8m/min之间,中间包钢水过热度不大于25℃。(4)连轧和线材轧制：盘条直径5mm#5.5mm,吐丝温度880℃#910℃,吐丝后的盘条在斯泰尔摩冷却线上快速冷却到600℃～650℃进行相变。该方法生产的是高碳钢盘条，且要对LF炉和连轧、线材轧制工艺的参数相互配合起作用。

上述钢中杂质控制方法都不是针对冷作模具钢，钢的冶炼、轧制方法不同，目前尚没有针对冷作模具钢夹杂物的控制方法。

发明内容