【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于特钢锻件生产领域，具体涉及一种38crmoal连铸坯及其锻造方法，为连铸坯快径联合锻造生产高质量塑料模具钢的工艺方法。
技术介绍
1、38crmoal属于高铝钢，而钢中所含al是形成氮化物的主要元素，在渗氮处理后很容易在表面形成氮化铝层，依靠氮化铝的弥散强化作用来实现表面强度与硬度的提升，由于钢中含有钼抑制了高温回火脆性，淬透性良好，被广泛应用于制作塑料模具。
2、目前广泛使用的塑料模具钢，主要是采用铸锭锻造加工制成。由于38crmoal易发生氧化，钢液流动性差，相较于连铸的全程保护浇注，模铸过程中不可避免产生钢水二次氧化现象，产生表面夹杂或皮下夹杂，从而易行成锻后近表面裂纹。同时，模铸锭均匀冷却性明显差于连铸坯，结晶条件的差异导致模铸锭点状偏析严重，影响材料的综合性能。
3、相较铸锭，连铸坯具有内部点状偏析及氧化夹杂少、组织相对均匀、成材率高、成本低的优势，但受中心疏松、缩孔等连续性缺陷，常规采用平砧或v型砧拔长锻造工艺难以保障坯料心部的锻透性。
4、2022年12月6日公开的公开号为cn115433797a的专利公开了一种高品质模具钢用38crmoal连铸圆坯生产方法，工艺步骤如下：转炉冶炼+lf精炼+vd+连铸；其中：所述转炉冶炼步骤中，采用高拉碳的方法控制出钢c≥0.15％，出钢p≤0.010％；并且用sicaba脱氧合金化；所述vd步骤中，造渣脱氧后一次性加入铝锭9.5kg/t。其提高al合金化效率，降低铝损率，理论研究结合工业实践优化精炼渣，提高钢水纯净度，优化连铸的
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种38crmoal连铸坯及其锻造方法，采用连铸坯生产塑料模具钢锻材，充分利用连铸坯全程保护浇铸氧化夹杂少，快速均匀结晶点状偏析小、高成材率低成本的优势，经本专利技术设计的连铸坯预处理、锻造型砧拔长及硬壳锻造组合工艺，有效弥合连铸坯中心连续性缺陷，生产出无探伤缺陷的高质量塑料模具钢。
2、本专利技术具体技术方案如下：
3、一种38crmoal连铸坯锻造方法，包括以下步骤：
4、1)、对锯切后的连铸坯两端面进行封堵预处理；
5、2)、连铸坯加热；
6、3)、梯型砧拔长开坯；
7、4)、回炉保温后，径锻轻锤轻锻压实表面；
8、5)、表面水冷；
9、6)、成品锻造；
10、7)、锻后缓冷。
11、步骤1)中，所述封堵预处理的方法具体为：沿轴向锯切连铸坯，对锯切后的连铸坯两端面采用20-50#碳钢板堆焊或采用te61-20型耐高温抗氧化涂料进行封涂处理；
12、步骤2)中，所述加热具体为：对连铸坯进行600±20℃预热1.5-2.5小时，之后升温至800±20℃保温1.5-2小时，再升温至1200±20℃保温5-6小时；
13、优选的，步骤2)中，以60-80℃/h的升温速率从600±20℃升温至800±20℃；
14、步骤2)中，以80-100℃/h的升温速率从800±20℃升温至1200±20℃；
15、步骤3)中，采用梯型砧拔长开坯，采用梯型砧工装，拔长过程中进料砧宽比为：0.54-0.8，首道次压下率为5-7％，中间重压道次压下率为15-22％。
16、步骤3)中，开锻温度≥1020℃，终锻温度≥800℃。
17、步骤4)中，所述回炉保温具体为：坯料回炉1200±20℃保温1.5-2小时；
18、步骤4)中，所述径锻轻锤轻锻压实表面，具体为：回炉保温后的坯料，进行两个道次的轻锤径锻：单道次压下率为3-8％，总压下率为7-12％，步进量：50-70mm，锻打频率：485-620ms/次。
19、步骤5)中，具体为：将锻件以旋转通过喷水冷却区，旋转角度10°/频次，每频次260毫秒，喷水量以5m3/分钟；
20、步骤5)中，锻坯通过喷水冷却到达锻造位置时表面温度为910-970℃，与芯部形成150-210℃温度差，创造硬壳锻造物理条件。
21、步骤6)中，所述成品锻造具体为：进行两次重锤强力径锻，总压下率为35-43％；单道次下压率设为18-22％变形率，之后设置4-6％压下率的预精整道次和精整道次，以确保锻件不圆度和表面质量，开锻温度≥900℃，终锻温度≥820℃。
22、步骤7)中，所述锻后缓冷具体为：锻后≥700℃入坑，缓冷36-54小时，缓冷后硬度：180-210hb。
23、本专利技术提供的一种38crmoal连铸坯锻造工艺方法，能够彻底有效锻合连铸坯中的中心连续性疏松、缩孔、裂纹缺陷，使超声探伤等级达到gb/t 6402-2008四级或gb/t 4162-2022a级以上。
24、本专利技术设计原理是：38crmoal含al量高，极易氧化，其钢水流动性差，浇铸过程中容易堵流，铸坯凝固后易产生皮下气泡、坯壳卷渣等次表面缺陷。同时由于铸坯中心凝固过快，补缩不足、氮化铝夹杂偏聚等因素造成铸坯心部产生缩孔、疏松、裂纹等缺陷。这些次表面、中心缺陷在后续锻造加工过程中如得不到有效弥合消除都将影响最终成品质量。因此为有效消除以上不利因素，必须防止铸坯心部缺陷氧化，在保障铸坯均匀透烧的情况下，对铸坯进行锻造加工使次表面、中心都能获得较大的压力和等效应变，有效锻合缺陷，得到高品质产品。
25、本专利技术中，首先，通过连铸坯端面封堵处理，阻隔空气进入连铸坯中心内部缺陷通道，有效防止加热过程中连铸坯内部缺陷的氧化，为后续有效锻合创造有益条件；
26、进一步地在加热炉内对连铸坯进行缓慢升温，连铸坯心部到达指定温度并保温5-6小时以确保连铸坯均匀透烧，具备良好的塑性；
27、进一步地采用梯型砧工装按造进料砧宽比为：0.54-0.8，中间重压道次压下率为15-22％的拔长工艺使连铸坯次表面、心部都获得较大的压力和等效应变，此时连铸坯次表面缺陷得以弥合，而中心缺陷得以改善但尚未完全消除；
28、进一步地将连铸坯返回加热炉1200±20℃保温1.5-2小时恢复塑性；
29、进一步地采用485-620ms/次高频快打轻锤径锻进一步压实连铸坯次表面层，喷水急冷将连铸坯表面温度降至910-970℃，与连铸坯中心高温(1060-1180℃)形成温度差，创造硬壳锻造jts法条件；
30、进一步地利用硬壳锻造jts法原理(表面及次表面温度相对较低，变形抗力大于中心高温区，有利于应力向中心传导)采用单道次下压率为18-22％大压下径锻锤击，使变形抗力小的心部产生剧烈变形，压实焊合中心缺陷。
31、以上过程中，上下工序都是相辅相成的，对于是否能够焊合次表面及中心疏松、缩孔、裂纹缺陷都至关重要。端面封堵是保障中心缺陷焊合的先决条件。梯型砧拔长能使连铸坯次表面及中心均能得到较大的压应力和有效形变，焊合次本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种38CrMoAl连铸坯锻造方法，其特征在于，所述38CrMoAl连铸坯锻造方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的38CrMoAl连铸坯锻造方法，其特征在于，步骤2)中，所述加热具体为：对连铸坯进行600±20℃预热1.5-2.5小时，之后升温至800±20℃保温1.5-2小时，再升温至1200±20℃保温5-6小时。
3.根据权利要求1所述的38CrMoAl连铸坯锻造方法，其特征在于，步骤3)中，采用梯型砧拔长开坯，拔长过程中进料砧宽比为：0.54-0.8，首道次压下率为5-7％，中间重压道次压下率为15-22％。
4.根据权利要求1或3所述的38CrMoAl连铸坯锻造方法，其特征在于，步骤3)中，开锻温度≥1020℃，终锻温度≥800℃。
5.根据权利要求1所述的38CrMoAl连铸坯锻造方法，其特征在于，步骤4)中，所述回炉保温具体为：坯料回炉1200±20℃保温1.5-2小时。
6.根据权利要求1或5所述的38CrMoAl连铸坯锻造方法，其特征在于，步骤4)中，所述径锻轻锤轻锻压实表面，具体为：回炉保
7.根据权利要求1所述的38CrMoAl连铸坯锻造方法，其特征在于，步骤5)中，具体为：将锻件以旋转通过喷水冷却区，旋转角度10°/频次，每频次260毫秒，喷水量以5m3/分钟。
8.根据权利要求1或7所述的38CrMoAl连铸坯锻造方法，其特征在于，步骤5)中，锻坯通过喷水冷却到达锻造位置时表面温度为910～970℃，与芯部形成150-210℃温度差。
9.根据权利要求1所述的38CrMoAl连铸坯锻造方法，其特征在于，步骤6)中，所述成品锻造具体为：进行两次重锤强力径锻，总压下率为35～43％；单道次下压率设为18-22％变形率，之后设置4-6％压下率的预精整道次和精整道次，开锻温度≥900℃，终锻温度≥820℃。
10.一种权利要求1-9任一项所述的38CrMoAl连铸坯锻造方法锻造的38CrMoAl连铸坯。
...【技术特征摘要】
1.一种38crmoal连铸坯锻造方法，其特征在于，所述38crmoal连铸坯锻造方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的38crmoal连铸坯锻造方法，其特征在于，步骤2)中，所述加热具体为：对连铸坯进行600±20℃预热1.5-2.5小时，之后升温至800±20℃保温1.5-2小时，再升温至1200±20℃保温5-6小时。
3.根据权利要求1所述的38crmoal连铸坯锻造方法，其特征在于，步骤3)中，采用梯型砧拔长开坯，拔长过程中进料砧宽比为：0.54-0.8，首道次压下率为5-7％，中间重压道次压下率为15-22％。
4.根据权利要求1或3所述的38crmoal连铸坯锻造方法，其特征在于，步骤3)中，开锻温度≥1020℃，终锻温度≥800℃。
5.根据权利要求1所述的38crmoal连铸坯锻造方法，其特征在于，步骤4)中，所述回炉保温具体为：坯料回炉1200±20℃保温1.5-2小时。
6.根据权利要求1或5所述的38crmoal连铸坯锻造方法，其特征在于，步骤4)中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：黎斌，吴新兵，史杨，宋红伟，贾宝勇，
申请(专利权)人：芜湖新兴铸管有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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