[发明专利]一种热作模具钢电渣重熔锭制造方法

说明书

本发明涉及一种热作模具钢电渣重熔锭制造方法，其中电渣重熔锭由以下化学组分组成，C:0.36‑0.41％，Si:0.80‑1.10％，Mn:1.00‑3.00％，Cr:4.90‑5.40％，Mo:1.35‑1.55％，V:0.4‑0.7％，Ni≤0.04％，Cu≤0.04％％，S≤0.003％，P≤0.012％，O≤0.0015％，H≤0.0002％，N≤0.006％，0.05％≤RE≤0.20％，其余为Fe，以上百分比为质量百分比。本发明充分结合惰性气体保护电渣重熔的特点，在电渣重熔环节精准喂入稀土合金，发挥在高纯净高均匀条件下RE的夹杂物改性和微合金化等优异作用，实现高品质高性能热作模具钢。

技术领域

本发明涉及特殊钢冶炼及加工领域，尤其涉及一种高品质热作模具钢电渣重熔锭制造方法。

背景技术

热作模具钢在高温下具有很高的强度、耐热性、耐磨性以及良好的热疲劳性能，是目前锤锻模、热挤压模、压铸模等模具中广泛应用的一种特殊钢。我国每年模具钢产量约240万吨，需要进口精品模具钢约10万吨，合60亿人民币，几乎占据了整个模具钢的高端市场，而且进口价格要比国内同类产品高出3-5倍。主要原因在于国外模具钢采用了包括钢质纯净、热处理组织细化和冲击韧性等在内的指标控制。目前，国产的合金模具钢与瑞典、德国、美国、日本、法国等国际先进水平相比，在品种、质量、尺寸规格与性能等方面仍存在一定的差距，都还难以满足市场需求。

钢质纯净是高性能模具钢研发的关键技术之一。随着新一代钢铁材料冶炼技术水平的提升，钢锭中的O、S、H含量在大幅降低，其中O能到≤0.001%，H≤0.0003%，这为高品质模具钢的研发奠定了基础。要想进一步降低钢中的杂质含量，除了配备常规精炼设备外，电渣重熔精炼炉是必不可少的设备。通过在电渣过程中选择合理的渣系，优化调整电渣熔速，并在渣锭缓冷后进行高温均质化处理，能够充分改善碳化物的偏析程度，使共晶碳化物数量减少、颗粒变小、成分更加均匀。

近些年来，以Y、La与Ce为主的稀土（RE）元素在钢中应用较多，尤其是特殊钢与结构钢，主要原因在于该类稀土元素化学性质活泼，极易同钢液中的O、S等作用生成RE₂O₃、RE₂S₃、REOS等稳定的稀土化合物，并且稀土在晶界的偏聚也会起到净化晶界的作用，稀土会降低O，S等杂质元素在晶界的偏聚。同时还可降低其带状偏析而导致开裂的危害。除此之外，稀土原子的痕量固溶也会造成晶格畸变，位错产生增殖，并随之产生附加的应力场，而为了调节应变能，会形成大量孪晶，孪晶与位错的增多也会极大的提升了综合性能。因此，稀土具备深度脱O、脱S、析H以及碳化物择优析出的作用。

然而，稀土元素在钢中的应用仍存在一定的技术难题。目前，工业传统的加入方法，如在精炼炉中加入，结晶器中加入，真空炉中加入等，容易导致钢液中稀土含量不稳定、浇铸水口堵塞不能实现连续浇铸等。

因此，针对现有技术的缺陷，需要设计一种新的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于通过在电渣重熔环节喂入稀土合金线，通过工艺和渣系改善，获得一种高纯净，高均匀性的热作模具钢电渣重熔锭。

为实现前述目的，本发明提供为实现前述目的，本发明提供了一种热作模具钢电渣重熔锭，由以下化学组分组成，C: 0.36-0.41%，Si: 0.80-1.10%，Mn: 1.00-3.00%，Cr:4.90-5.40%，Mo: 1.35-1.55%，V: 0.4-0.7%，Ni≤0.04%，Cu≤0.04%%，S≤0.003%，P≤0.012%，O≤0.0015%，H≤0.0002%，N≤0.006%，0.05%≤RE≤0.20%，其余为Fe，以上百分比为质量百分比。

作为本发明的进一步改进，所述RE为Y、La二元复合，或Y、Ce二元复合，或Y、La、Ce三元复合。

作为本发明的进一步改进，所述Y在热作模具钢电渣重熔锭中的质量百分比为0.02%≤Y≤0.15%。