本发明专利技术涉及一种高合金工模具钢及其制备方法，属于模具钢制备技术领域。为解决高合金工模具钢力学性能不合格的问题，本发明专利技术提供了一种高合金工模具钢的制备方法，其热处理步骤包括二次回火处理步骤，具体为将锻后退火所得钢材料加热到淬火温度保温1h，油冷；将冷却后钢材料加热到一次回火温度并保温2h，空冷；将冷却后的钢材料加热到二次回火并保温2h，空冷。本发明专利技术通过二次回火热处理步骤消除了钢材组织中的残余奥氏体和新生成的马氏体，生成了具有更好力学性能的回火索氏体，显著提高了高合金工模具钢的力学性能，其断面收缩率可达到41～44％，较现有技术提高了46％，满足了模具钢技术领域对高合金工模具钢的力学性能的要求。求。求。
【技术实现步骤摘要】
42Kg、Al2O
3 63Kg、CaO 28Kg和MgO 7Kg，精炼时间为30min；当结晶器为Φ640/680时，四元渣制度为CaF
2 51Kg、Al2O
3 77Kg、CaO 34Kg和MgO 8Kg，精炼时间为30min。
[0012]进一步的，所述钢锭加热、锻造、退火步骤中，电渣锭经820℃退火后冷装快锻加热炉，高温均质化加热温度为1250℃，保温12h，降至1220℃,保温2h后由快锻机锻造开坯，然后转精锻机锻造成材，锻后转精锻15m退火炉进行退火，正火条件为1030℃保温15h；球化退火条件为870℃保温3h，740℃保温25h。
[0013]一种根据本专利技术高合金工模具钢的制备方法所制备的高合金工模具钢，所述高合金工模具钢的化学成分按重量百分含量包括：C 0.47～0.52％、Si 0.80～1.00％、Mn 0.28～0.45％、P≤0.010％、S≤0.010％、Cr 5.25～5.60％、Ni 0.20～0.32％、Mo 1.40～1.75％、V 0.90～1.20％、Cu≤0.20％，其余为Fe及不可避免杂质。
[0014]进一步的，其抗拉强度为1936～1948MPa，断后伸长率为10～11％，断面收缩率为41～44％，冲击吸收能量KU2为24～26J，硬度为58～59。
[0015]本专利技术的有益效果：
[0016]本专利技术提供的高合金工模具钢的制备方法，通过二次回火热处理步骤消除了钢材组织中的残余奥氏体和新生成的马氏体，生成了具有更好力学性能的回火索氏体，显著提高了高合金工模具钢的力学性能，其断面收缩率可达到41～44％，较现有技术提高了46％，满足了模具钢
对高合金工模具钢的力学性能的要求。
[0017]本专利技术解决了现有高合金工模具钢力学性能不合格的问题，降低吨钢损失18500元/吨，具有积极的经济效益和社会效益。
附图说明
[0018]图1为实施例10经过二次回火热处理所得高合金工模具钢的金相组织图片；
[0019]图2为对比例1经过一次回火热处理所得高合金工模具钢的金相组织图片。
具体实施方式
[0020]下面结合实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本专利技术技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的精神和范围，均应涵盖在本专利技术的保护范围中。下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置，若未特别指明，本专利技术实施例中所用的原料等均可市售获得；若未具体指明，本专利技术实施例中所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。
[0021]实施例1
[0022]一种高合金工模具钢的制备方法，所述高合金工模具钢生产流程为：电炉
→
LF
→
VD
→
铸造电极坯料
→
坯料退火
→
电极坯料清理
→
电渣重熔
→
电渣锭热送退火
→
钢锭加热
→
锻造
→
锻后退火
→
热处理
→
磨光探伤
→
检验、检查
→
上交；其中热处理步骤包括二次回火处理步骤，具体为将锻后退火所得钢材料加热到淬火温度1050～1060℃保温1h，水淬、油冷至50～100℃；将冷却后的钢材料加热到520℃～530℃进行一次回火，均温后保温2h，空冷；将冷却后的钢材料加热到520℃～530℃进行二次回火，均温后保温2h，空冷。
[0023]实施例2
[0024]本实施例与实施例1的区别仅在于，本实施例电炉步骤中：
[0025]电炉装入生铁、铁水或钢铁料，为尽量降低有害元素含量，本实施例要求生铁量≥30wt％。当钢液温度≥1580℃且C含量≥0.05％、P≤0.003％时，将生成的氧化渣放掉，开始出钢，出钢量按30t控制。出钢前深吹氧脱碳去气，降低钢中氮含量。务必保证出钢过程无氧化渣带出。
[0026]出钢过程中随出钢钢液加入白灰100Kg和合成精炼渣300Kg。
[0027]实施例3
[0028]本实施例与实施例1的区别仅在于，本实施例LF精炼和VD真空步骤中：
[0029]到精炼位加入白灰≥300Kg，渣化好后，分批加入Al粒、碳粉、硅粉使渣变白，渣白后取样全分析，根据结果按基本规程喂铝线，根据取样结果将成分调入控制成分要求，合金的加入量以LF精炼位到位的化学成分达到规格下限控制，精炼后期使用碳粉、硅粉扩散脱氧。白渣保持时间≥30min。精炼后期严禁大流量氩气搅拌钢液，真空前S≤0.003％。
[0030]本实施例的目标成分如表1所示：
[0031]表1
[0032][0033]白渣精炼完成后，在67Pa真空度下控制氩气流量为20～40NL/min保持时间≥20min，放散后加入钢包覆盖剂≥50kg，以渣面微动不裸露钢液为准进行氩气软吹，软吹时间≥20min。
[0034]实施例4
[0035]本实施例与实施例1的区别仅在于，本实施例铸造电极坯料和坯料退火步骤中：
[0036]软吹后的钢液全程在压力为0.02～0.03MPa氩气保护下进行浇注，浇注时钢液温度为1505～1510℃，开浇后调整好注流，严禁在浇注过程忽大忽小的调流，保证浇筑过程中钢液平稳上升；锭型为2.4t时，锭身的浇注时间控制为200～300s，帽口补缩时间控制为90～180s，模冷时间控制为30～60min；锭型为3.935t时，锭身的浇注时间控制≥360s，帽口补缩时间≥210s，模冷时间控制为150min。
[0037]浇注所得坯料加热至600℃均温2小时，以≤100℃/h的速度升温至820
±
10℃并在该温度保温10h，然后以≤50℃/h的降温速度降至300℃，空冷至室温。
[0038]实施例5
[0039]本实施例与实施例1的区别仅在于，本实施例电渣重熔步骤中：
[0040]电极坯经820℃退火后转电渣重熔，采用四元渣生产，全程氩气保护，生产前对结晶器和底水箱进行仔细检查，保证没有渗、漏水现象。本实施例中四元渣制度如表2所示：
[0041]表2
[0042][0043]本实施例中电渣重熔具体步骤为：
[0044]当结晶器为Φ600/630，石墨电极Φ250，金属电极Φ420时：引弧电压91(10档)，造渣电流0～4.0KA，精炼电流4～4.5KA，提电流11.5
±
0.5KA—8档电压，提工艺电流13.5
±
0.5KA—6档电压，降电流：距锭高200mm、12.0
±
0.5KA—8档电压；
[0045]补缩控制为10.5KA(10档电压)10min
→
8.5KA(12档电压)20min
→
6.5KA(13档电压)30min
→<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高合金工模具钢的制备方法，其特征在于，所述高合金工模具钢生产流程为：电炉
→
LF
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VD
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铸造电极坯料
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坯料退火
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电极坯料清理
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电渣重熔
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电渣锭热送退火
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钢锭加热
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锻造
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锻后退火
→
热处理
→
磨光探伤
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检验、检查
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上交；其中热处理步骤包括二次回火处理步骤，具体为将锻后退火所得钢材料加热到淬火温度1050～1060℃保温1h，水淬、油冷至50～100℃；将冷却后的钢材料加热到520℃～530℃进行一次回火，均温后保温2h，空冷；将冷却后的钢材料加热到520℃～530℃进行二次回火，均温后保温2h，空冷。2.根据权利要求1所述一种高合金工模具钢的制备方法，其特征在于，所述热处理步骤将钢材料加热到淬火温度的升温速度为60～80℃/h。3.根据权利要求1或2所述一种高合金工模具钢的制备方法，其特征在于，所述热处理步骤将钢材料加热到一次回火温度和二次回火温度的升温速度均为60～80℃/h。4.根据权利要求3所述一种高合金工模具钢的制备方法，其特征在于，所述电炉步骤中生铁量不少于30wt％，出钢时钢液温度不低于1580℃且出钢C含量不少于0.05％、P≤0.003％。5.根据权利要求4所述一种高合金工模具钢的制备方法，其特征在于，所述LF精炼和VD真空步骤中白渣保持时间不少于30min，真空前S≤0.003％；白渣精炼完成后，在67Pa真空度下保持时间不少于20min，放散后加入钢包覆盖剂，以渣面微动不裸露钢液为准进行氩气软吹，软吹时间不少于20min。6.根据权利要求5所述一种高合金工模具钢的制备方法，其特征在于，所述铸造电极坯料步骤中软吹后的钢液全程在压力为0.02～0.03MPa氩气保护下进行浇注，浇注时钢液温度为1505～1510...
【专利技术属性】
技术研发人员：马天超，张立明，陈列，董贵文，刘光辉，李艾，李庆斌，孟祥福，王秀兰，王刘艳，刘广磊，
申请(专利权)人：建龙北满特殊钢有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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