[发明专利]一种低碳高硬度高韧性结合的模具钢及其生产工艺

权利要求书

1.一种低碳高硬度高韧性结合的模具钢，其特征在于，所述的模具钢由如下重量百分比的成分组成：C:0.04～0.20％；Si：0.15～0.38％；Mn：1.95～2.55％；Cr：2.7～3.4％；Mo:0.20～0.35％；V：0.25～0.30％；Ni：0.85～1.20％；P≤0.01％；S≤0.003％；Cu≤0.10％；[H]≤1.5ppm；[O]≤18ppm；[N]≤140ppm；Fe余量。

2.一种如权利要求书1所述的耐高温和高韧性的模具钢的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1电炉冶炼、精炼、真空脱气、二次真空脱气：将重量百分比为C:0.04～0.20％；Si：0.15～0.38％；Mn：1.95～2.55％；Cr：2.7～3.4％；Mo:0.20～0.35％；V：0.25～0.30％；Ni：0.85～1.20％；P≤0.01％；S≤0.003％；Cu≤0.10％；[H]≤1.5ppm；[O]≤18ppm；[N]≤140ppm；Fe余量的钢料放入电炉中冶炼成钢水，再将制成的钢水放入精炼炉中精炼，最后在VD钢包精炼炉内对钢水进行真空脱气与二次真空脱气处理；

S2浇注Φ520mm(平均直径)自耗电极：将S1步骤中进行二次真空脱气处理后的钢水浇注到模具内，冷却成型后得到平均直径为520mm的自耗电极电极坯，浇注过程中采用氩气保护浇注并使用封闭式氩气保护罩；

S3退火：自耗电极电极坯再结晶退火；

S4锯切冒口：切割掉S3步骤中自耗电极电极坯的冒口和浇道制得自耗电极；

S5电极焊接：将S4步骤中的自耗电极抛光至见金属色，然后将假电极与自耗电极焊接；

S6电渣重熔Φ710mm(平均直径)锭：对自耗电极进行电渣重熔，得到钢锭；

S7高温锻造均质化：对S6步骤中的钢锭进行高温锻造加工，形成一均质化锻件；

S8锻后球化退火：对S7步骤中的锻件进行球化退火处理；

S9判切：对S8步骤中的锻件切割取样，用于检验；

S10超细化处理：对S8步骤中的锻件进行超细化处理；

S11精整、探伤、检验：对锻件进行表面精整加工后进行喷丸处理，通过UT检测锻件内部缺陷，最后对锻件进行理化检验和尺寸检验；

S12入库：检验合格后入库并登记。

3.根据权利要求2所述的一种低碳高硬度高韧性结合的模具钢的生产工艺，其特征在于，所述S1的电炉冶炼步骤中：

S101在钢料的熔化期氧气压力控制在0.39～0.52MPa，保持温度≥1560℃，取样分析，并配[Ni]、[Mo]至下限；

S102氧化期氧气压力控制在0.55～0.76Mpa，吹氧氧化脱碳去磷；

S103当满足温度大于1650℃，磷含量≤0.001％的条件时，进行拉渣；

S104加稀薄渣料303kg CaO和82kg CaF₂推渣化匀；

S105开出电炉炉体加FeCr；

S106吹氧化铬，要求氧压≥0.87MPa；

S107预还原：飘入Fe-Si粉2.75-5.25kg/t钢，至渣转色变稀，当满足温度大于1630℃，拉渣全部；

S108插入Al 0.56kg/t，补加稀薄渣料514kg CaO和107kg CaF₂，推渣均匀加C-Si粉和C-Al粉各3.15-5.25kg/t还原造白渣；

S109调整[C]、[Mn]、[Cr]、[Mo]、[Ni]的含量；

S110当满足温度≥1620℃，渣况转白，合金加入时间≥9分钟，钢包中加Al 1.25kg/t后出钢。

4.根据权利要求2所述的一种低碳高硬度高韧性结合的模具钢的生产工艺，其特征在于，所述S1的精炼步骤中：

S111加热精炼炉，并加渣料513kg的CaO、86.5kg的CaF₂和C-Si粉还原调整渣系，总体渣量按出钢量的5％控制；

S112当温度满足≥1570℃且渣白时，加入[V]调整成份，取样分析；

S113当温度满足≥1650℃，白渣时间≥31min时，加入火砖块2.5～3.5kg/t调整好炉渣流动性，喂AL线。