一种热锻模具钢制造技术

本发明专利技术提供一种热锻模具钢

【技术实现步骤摘要】
一种热锻模具钢YDHD的制备方法


[0001]本专利技术涉及炼钢
，具体为一种热锻模具钢
YDHD
的制备方法
。

技术介绍

[0002]热作模具在工作时承受着很大的冲击力，模腔和高温金属接触，反复地加热和冷却，其使用条件极其恶劣
。
为了满足热作模具的使用要求，热作模具钢应具备下列基本特性：
[0003](1)
较高的高温强度和良好的韧性
。
尤其是热锻模，工作时承受很大的冲击力，而且冲击频率很高，如果模具没有高的强度和良好的韧性，就容易开裂
。
[0004](2)
良好的耐磨性能
。
由于热作模具工作时除受到毛坯变形时产生摩擦磨损之外，还受到高温氧化腐蚀和氧化铁屑的研磨，所以需要热作模具钢有较高的硬度和抗黏附性
。
[0005](3)
高的热稳定性
。
热稳定性是指钢材在高温下可长时间保持其常温力学性能的能力
。
热作模具工作时，接触的是炽热的金属，甚至是液态金属，所以模具表面温度很高，一般为
400
～
700℃。
这就要求热作模具钢在高温下不发生热化，具有高的热稳定性，否则模具就会发生塑性变形，造成堆塌而失效
。
[0006](4)
优良的耐热疲劳性
。
热作模具的工作特点是反复受热受冷，模具一时受热膨胀，一时又冷却收缩，形成很大的热应力，而且这种热应力是方向相反，交替产生的
。
在反复热应力作用下，模具表面会形成网状裂纹
(
龟裂
)
，这种现象称为热疲劳，模具因热疲劳而过早地断裂，是热作模具失效的主要原因之一
。
所以热作模具钢必须有良好的热疲劳性
。
[0007](5)
良好的导热性
。
为了使模具不致积热过多，导致力学性能下降，要尽可能降低模面温度，减小模具内部的温差，这就要求热作模具钢要有良好的导热件能
。
[0008]现有的热作模具钢
YDHD
在锻制圆钢时，其电渣重熔过程中易烧损
C、Mn、S i、B
‑
Fe
熔炼成分中上限的控制，易出白点
‑
电渣锭去氢退火，显微组织及硬度要求较严格，操作过程较为繁琐，不容易控制
。
[0009]因此，本领域技术人员提供了一种热锻模具钢
YDHD
的制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。

技术实现思路

[0010](
一
)
解决的技术问题
[0011]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种热锻模具钢
YDHD
的制备方法，为提高热锻模的以上使用性能，提出在传统热锻模
H13
牌号基础上，通过优化成分配比，提高材料品质，满足热锻模具的使用需求，解决了现有的热作模具钢
YDHD
在锻制圆钢时，其电渣重熔过程中易烧损
C、Mn、Si、B
‑
Fe
熔炼成分中上限的控制，易出白点
‑
电渣锭去氢退火，显微组织及硬度要求较严格，操作过程较为繁琐，不容易控制的问题
。
[0012](
二
)
技术方案
[0013]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0014]一种热锻模具钢
YDHD
的制备方法，包括冶炼工艺和锻造工艺，所述冶炼工艺包括：中频炉冶炼
→
LF
炉精炼
→
VD
真空除气
→
浇铸成型
→
电渣重熔，所述锻造工艺包括：加热处理
→
锻打成材
→
冷却处理，该方法具体包括以下步骤：
[0015]步骤
S1、
中频炉冶炼：将生铁加入中频炉中冶炼，在出钢前，保持
C
的含量
≥0.1
％，并实时控制钢中
P、S、C
的含量及出钢温度；
[0016]步骤
S2、LF
炉精炼：进行
LF
炉精炼，采用
Al
粉
、C
粉或电石中的任意一种或至少两种的混合物进行扩散脱氧，白渣保持时间要求
≥30
分钟，使
LF
炉精炼出钢的主要化学成分进入内控范围；
[0017]步骤
S3、VD
真空除气：进行
VD
真空除气操作，真空度
≤1mbar
，保持时间
≥10
分钟，出罐温度
T
＝
1560
‑
1580℃
，出钢前按照
0.07
％喂
Al
，按照
0.006
％插入
B
‑
Fe
；
[0018]步骤
S4、
浇铸成型：在氩气保护环境下进行浇注成钢锭，浇铸温度
T
＝
1540
‑
1560℃
，模温控制在
20
‑
80℃
，脱模后的电极棒要求红送退火；
[0019]步骤
S5、
电渣重熔：使用三七渣料进行电渣重熔，所述三七渣料中，采用
CaF2：
Al2O3＝7：
30
的二元渣系，并采用钢屑或萤石粉作为造渣引弧剂，电渣锭脱模后进行罩冷，罩冷后2天内安排去氢退火，退火前不允许出罩；
[0020]步骤
S6、
加热处理：对成型后的钢锭进行预热处理，钢锭预热装炉温度
≤500℃
；
[0021]步骤
S7、
锻打成材：钢锭经过锻造加热温度的高温扩散后开始锻造，锻造比
≥4.5
，初锻时要轻锤，然后逐渐加重锤击，防止出现裂纹；
[0022]步骤
S8、
冷却处理：将锻后的钢坯空冷至
500
‑
550℃
，然后进行红送退火；
[0023]步骤
S9、
退火处理：对锻后的钢坯进行等温退火处理，退火的加热温度
、
保温时间依据钢材尺寸
、
装炉量，在规定允许范围内调整；
[0024]步骤
S10、
精整处理：按照机加工的操作规程，对钢坯进行精整钢，使钢坯达到相应的外观
、
形状和尺寸要求
。
[0025]进一步地，所述步骤
S2
中的
LF
炉精炼过程中，在钢液中加入含有
Mn、V、Cr、Mo<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种热锻模具钢
YDHD
的制备方法，包括冶炼工艺和锻造工艺，所述冶炼工艺包括：中频炉冶炼
→
LF
炉精炼
→
VD
真空除气
→
浇铸成型
→
电渣重熔，所述锻造工艺包括：加热处理
→
锻打成材
→
冷却处理，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：步骤
S1、
中频炉冶炼：将生铁加入中频炉中冶炼，在出钢前，保持
C
的含量
≥0.1
％，并实时控制钢中
P、S、C
的含量及出钢温度；步骤
S2、LF
炉精炼：进行
LF
炉精炼，采用
Al
粉
、C
粉或电石中的任意一种或至少两种的混合物进行扩散脱氧，白渣保持时间要求
≥30
分钟，使
LF
炉精炼出钢的主要化学成分进入内控范围；步骤
S3、VD
真空除气：进行
VD
真空除气操作，真空度
≤1mbar
，保持时间
≥10
分钟，出罐温度
T
＝
1560
‑
1580℃
，出钢前按照
0.07
％喂
Al
，按照
0.006
％插入
B
‑
Fe
；步骤
S4、
浇铸成型：在氩气保护环境下进行浇注成钢锭，浇铸温度
T
＝
1540
‑
1560℃
，模温控制在
20
‑
80℃
，脱模后的电极棒要求红送退火；步骤
S5、
电渣重熔：使用三七渣料进行电渣重熔，所述三七渣料中，采用
CaF2：
Al2O3＝7：
30
的二元渣系，并采用钢屑或萤石粉作为造渣引弧剂，电渣锭脱模后进行罩冷，罩冷后2天内安排去氢退火，退火前不允许出罩；步骤
S6、
加热处理：对成型后的钢锭进行预热处理，钢锭预热装炉温度
≤500℃
；步骤
S7、
锻打成材：钢锭经过锻造加热温度的高温扩散后开始锻造，锻造比
≥4.5
，初锻时要轻锤，然后逐渐加重锤击，防止出现裂纹；步骤
S8、
冷却处理：将锻后的钢坯空冷至
500
‑
550℃
，然后进行红送退火；步骤
S9、
退火处理：对锻后的钢坯进行等温退火处理，退火的加热温度
、
保温时间依据钢材尺寸
、
装炉量，在规定允许范围内调整；步骤
S10、
精整处理：按照机加工的操作规程，对钢坯进行精整钢，使钢坯达到相应的外观
、
形状和尺寸要求
。2.
根据权利要求1所述的一种热锻模具钢
YDHD
的制备方法，其特征在于，所述步骤
S2
中的
LF
炉精炼过程中，在钢液中加入含有
Mn、V、Cr、Mo
的合金原料，以对钢液中补充元素
Mn、V、Cr、Mo。3.
根据权利要求1所述的一种热锻模具钢
YDHD
的制备方法，其特征在于，所述步骤
S3
的
VD
真空除气过程，钢液在
VD
真空除气之前，保证
FeO
的含量
≤0.50
％；在
VD
真空除气之后，保证
H
的含量
≤2.0ppm
，且自由...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪叶挺，丁丽霞，程永强，汪仕元，项金宝，陈伟洪，李庚恩，
申请(专利权)人：浙江奕鼎新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：