[发明专利]一种H13圆钢连铸连轧制造工艺

说明书

本发明涉及一种Φ50mm‑Φ150mm规格热作模具用H13圆钢的连铸连轧制造工艺，该钢种合金含量9%，采用300mm×400mm以上断面的弧形方坯连铸机连铸，采用850可逆式及连轧机组进行轧制。由于该钢种合金含量较高，在凝固过程易产生严重的偏析、中间裂纹和中心裂纹，连铸过程中变形抗力大，易产生表面轧制缺陷，内部疏松不易在轧制过程中焊合，轧后空冷易出现开裂现象，严重影响轧材及最终产品的质量。因此通过连铸电磁搅拌技术、轻压下技术、超弱冷技术的应用，结合高温扩散处理、带温退火等工艺，从而有效的控制带状组织级别，防止连铸坯中心裂纹、表面裂纹和轧材冷却应力裂纹，提高轧材的超声波探伤合格率、带状组织合格率。

技术领域

本发明涉及一种圆钢的制造工艺，具体的说是一种Φ50mm-Φ150mm规格热作模具用H13圆钢连铸连轧制造工艺。

背景技术

H13钢属于空冷淬硬钢，是最具代表性的热作模具钢之一。该钢种具有良好的热强性、韧性、热疲劳性能、耐磨性能及热处理变形小的优点。由于该钢种合金含量高，带状组织要求高等原因，国内大多采用模铸、电渣重熔和锻压等工艺进行生产，生产成本较高。

H13钢中的合金元素含量较高，达到9%左右，高温热塑性较低，碳及合金元素极易出现严重偏析，特别是铬、钒元素的作用，使得该钢在凝固过程中出现不平衡的亚稳定共晶碳化物，此类碳化物属于一次碳化物，其形态大多呈粗大条状。

H13钢的液态导热系数较小，温度梯度较大，故结晶前沿无足够的过冷度，阻碍了固相向前生长的速度，造成结晶温度间隔增大，钢中的Mo 和V 元素均为强碳化物形成元素，在高温时，易以固相析出，相当稳定，阻碍了金属液的流动，凝固过程中铸坯热应力大。因此H13钢的偏析、缩松、裂纹等凝固缺陷明显高于普通碳钢。

H13钢是空冷淬硬钢，空冷条件下冷速过慢会产生网状碳化物组织，会严重影响材料的力学性能，冷速过快极易出现材料冷却应力开裂现象。

因此，由于H13钢合金含量较高，在凝固过程易产生严重的偏析、中间裂纹和中心裂纹，连铸过程中变形抗力大，易产生表面轧制缺陷，内部疏松不易在轧制过程中焊合，轧后空冷易出现开裂现象，严重影响轧材及最终产品的质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，如何有效的控制H13钢带状组织级别、防止连铸坯中心裂纹、表面裂纹和轧材冷却应力裂纹，提高轧材的超声波探伤合格率、带状组织合格率。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种H13圆钢连铸连轧制造工艺，包括：

⑴连铸：采用320mm×400mm以上断面的弧形方坯连铸机生产，采用超弱冷冷却，比水量为0.21～0.25L/Kg，结晶器电磁搅拌参数：570A*2Hz，轻压下模式为前三个压下辊分别压下2mm-2mm-2mm，后四个压下辊压下量全部为0mm，拉速：0.51～0.6m/min，过热度为10℃～35℃；

⑵连铸后热装热送至加热炉：铸坯经全封闭保温车热送至加热炉，热送温度控制在300℃～700℃。

⑶高温扩散加热：在步进式加热炉进行高温扩散加热，不供热段温度300～800℃，预热段温度750～1000℃，加热Ⅰ段温度950～1220℃，加热Ⅱ段温度1230～1290℃，均热段温度1230～1280℃，钢坯在加热Ⅱ段和均热段的总时间8～9小时，钢坯总加热时间10～12小时；

⑷轧制：轧机初轧采用大小压下结合的方式，前3道次压下控制在20～40mm，后3道轧制压下控制在55mm～70mm；

⑸轧后在台车炉进行带温球化退火处理：轧后圆钢在冷床上空冷至300℃以下，带温装入台车退火炉进行球化退火，带温退火入炉温度50℃～300℃，升温速度40～100℃/小时，升温至860±20℃后保温15～17小时，随炉冷至500℃后出炉空冷，炉冷速度10～20℃/小时。