一种细化H13模具钢碳化物的方法技术

一种细化H13模具钢碳化物的方法，属于金属材料领域。包括：含镁母电极制备、电渣重熔、缓冷、退火步骤。制备含镁H13母电极是采用感应炉→模铸工艺，或是采用电炉→炉外精炼→连铸坯或模铸工艺。含镁H13母电极中镁含量大于50ppm。电渣重熔渣系为CaF2-Al2O3-CaO-MgO，重熔过程连续对渣池加铝粉脱氧。电渣锭中镁含量大于5ppm。脱锭后放入保温坑缓冷。退火工艺为，升温速度为40-50℃/h，升温到650-760℃保温2h，再升温至860℃保温8h，炉内自然冷却，500℃出炉，自然冷却至常温。本发明专利技术钢中含有一定镁，不仅降低H13热作模具钢中碳化物数量，有效细化碳化物；对凝固组织细化产生有利的作用，由此提高H13热作模具钢的强度及耐磨性能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种细化H13模具钢碳化物的方法，属于金属材料领域。包括：含镁母电极制备、电渣重熔、缓冷、退火步骤。制备含镁H13母电极是采用感应炉→模铸工艺，或是采用电炉→炉外精炼→连铸坯或模铸工艺。含镁H13母电极中镁含量大于50ppm。电渣重熔渣系为CaF2-Al2O3-CaO-MgO，重熔过程连续对渣池加铝粉脱氧。电渣锭中镁含量大于5ppm。脱锭后放入保温坑缓冷。退火工艺为，升温速度为40-50℃/h，升温到650-760℃保温2h，再升温至860℃保温8h，炉内自然冷却，500℃出炉，自然冷却至常温。本专利技术钢中含有一定镁，不仅降低H13热作模具钢中碳化物数量，有效细化碳化物；对凝固组织细化产生有利的作用，由此提高H13热作模具钢的强度及耐磨性能。【专利说明】一种细化H13模具钢碳化物的方法
本专利技术属于金属材料领域，涉及改善钢质量的方法，具体是指一种细化H13模具钢碳化物的方法。
技术介绍
随着模具制造业的不断发展、模具工作条件的日益苛刻，对模具材料的冶金质量、性能、寿命等要求不断提高。国产H13模具钢与国际先进水平相比存在一定的差距，国产H13钢制的压铸模具寿命为3~5万模次，进口的可达20万次。H13热作模具钢是高合金钢，钢中碳含量比较高，冶炼或热加工过程，钢中存在大量的碳化物，其碳化物的大小、形貌及分布对模具的使用寿命和性能的稳定性具有极大地影响。碳化物分为一次碳化物和二次碳化物。其中一次碳化物是在钢液凝固的共晶反应阶段直接从液相中析出，二次碳化物是从奥氏体或马氏体中析出。碳化物为二次渗碳体并且铬是碳化物主要形成元素。细小而均匀分布的碳化物可提高钢的耐磨性，强度，韧性和使用寿命。国产H13模具钢一次碳化物较多，退火组织中碳化物有明显沿晶界分布现象，因此细化钢中的碳化物、改善碳化物的分布对提高模具钢质量具有重要的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是对含镁H13模具钢的制备一电渣重熔一缓冷一退火工艺路线，采用镁细化H13模具钢碳化物的方法。本专利技术采用以下技术方案实现:细化H13模具钢中碳化物，并且改善碳化物的分布，主要包括以下步骤:(I)大于50ppm含镁H13模具钢母电极的制备；(2)电渣重熔过程采用液渣引燃法，渣系为CaF2-Al203-Ca0-Mg0。电渣重熔过程连续对渣池加铝粉脱氧，加铝量为lkg/tiH。保证电渣锭中的镁含量大于5ppm;(3)脱锭后放入保温坑缓冷。退火工艺为:升温速度为40-50°C /h,升温到650-760°C保温2h，再升温至860°C保温8h，炉内自然冷却，500°C出炉。自然冷却至常温。为了较好的实现本专利技术，电渣重熔过程最佳渣系为50°/(￡逆2-20贴1203-209^0-109^0。本专利技术具有以下优点及有益效果:(I)利用镁微合金化理论和技术降低H13热作模具钢中碳化物数量，有效细化碳化物；(2)钢中含有一定镁，不仅影响H13模具钢中夹杂物及碳化物的析出行为，同时还会对凝固组织细化产生有利的作用，由此提高H13热作模具钢的强度及耐磨性能；(3)有助于H13热作模具钢冶炼新工艺的开发，研究成果可推广应用至其它高碳工模具钢的生产。【专利附图】【附图说明】图1电解碳化物SEM形貌:Ca)不含镁；(b)含镁IOppm ；图2碳化物SEM形貌:(a)不含镁；(b)含镁IOppm ；图3碳化物粒径分布。【具体实施方式】下面结合实施例对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1 采用2t感应炉冶炼H13废钢一200kg电渣重熔(Φ 180mm)—缓冷一退火工艺路线，具体步骤如下:(I)在感应炉出钢过程加入Fe-20.13wt%Al_6.02wt%Mg合金20kg，出钢后镇静60s后烧铸；(2)电渣重熔过程采用液渣引燃法。渣料在600°C下烘烤8h。加入渣料为CaF25kg-2kgAl203-2kgCa0-lkgMg0 ；(3)电渣重熔过程工作电压为55V，工作电流为2kA。冶炼过程加铝量为0.2kg，分四次加入。脱锭后放入保温坑保温8h。(4)退火工艺为:升温速度为40_50°C /h,升温到650_760°C保温2h，再升温至860 V保温8h，炉内自然冷却，500 °C出炉。自然冷却至常温。为了更充分的说明本专利技术的效果，现在以实际测试数据进行相关说明:取上述加镁退火电渣锭和不加镁退火电渣锭的电解样及金相样。其成分如表1所/Jn ο表1退火后H13模具钢的成分/%【权利要求】1.一种细化H13模具钢中碳化物的方法，其特征在于:包括:含镁母电极制备、电渣重熔、缓冷、退火步骤，制备含有一定镁含量、经电渣处理的H13模具钢，利用镁来细化钢中的碳化物。2.根据权利要求1所述的一种细化H13模具钢中碳化物的方法，其特征在于:制备含镁H13母电极是采用感应炉一模铸工艺，或者是采用电炉一炉外精炼一连铸坯或模铸工艺。3.根据权利要求1~2所述的一种细化H13模具钢中碳化物的方法，其特征在于:含镁H13母电极中镁含量大于50ppm。4.根据权利要求1所述的一种细化H13模具钢中碳化物的方法，其特征在于:电渣重熔渣系为CaF2-Al2O3-CaO-MgO,重熔过程连续对渣池加铝粉脱氧，加铝量为lkg/tiH。5.根据权利要求1所述的一种细化H13模具钢中碳化物的方法，其特征在于:保证电洛锭中镁含量大于5ppm。6.根据权利要求1所述的一种细化H13模具钢中碳化物的方法，其特征在于:脱锭后放入保温坑缓冷；退火工艺为，升温速度为40-50°C /h,升温到650-760°C保温2h，再升温至860°C保温8h，炉内自然冷却，500°`C出炉，自然冷却至常温。【文档编号】C22B9/18GK103484686SQ201310453102【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2013年9月27日 【专利技术者】李晶, 姚迪, 王亮亮, 臧若愚, 李勇勇, 宁博, 何志军, 韩啸, 李稷, 王昊, 吴政, 武贺 申请人:北京科技大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种细化H13模具钢中碳化物的方法，其特征在于：包括：含镁母电极制备、电渣重熔、缓冷、退火步骤，制备含有一定镁含量、经电渣处理的H13模具钢，利用镁来细化钢中的碳化物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李晶，姚迪，王亮亮，臧若愚，李勇勇，宁博，何志军，韩啸，李稷，王昊，吴政，武贺，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：