【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于压铸模具用钢生产，具体涉及一种高冲击韧性压铸模具钢的生产方法。
技术介绍
1、随着模具工业的迅速发展及汽车轻量化概念的普及，现在越来越多的汽车零部件均采用铝合金压铸加工成型工艺，但随着压铸的大型化及高温性能的更高要求，目前高合金压铸模具钢随着尺寸增大，尺寸效应增加明显，合金偏析重，有害元素晶界偏聚及心部组织粗大情况恶化，严重影响材料的横向冲击性能，成为限制国内材料的技术瓶颈，以至于国内大量高端模具钢依赖进口材料。因此，在进行化学成分设计、生产流程工艺优化等一系列攻关，借助长流程冶炼工序特点、气氛保护抽锭式电渣重熔及全面复杂的锻造热处理工艺，量产开发自有牌号xgyz01压铸模具钢，以适应高端压铸市场需求。
2、xgyz01钢具有高纯净、均匀性及致密性等优点，均匀的组织及细小强化的晶粒晶界可有效提升材料的冲击韧性，使模具在实际复杂型腔及高温反复冷热交变应力作用下，显著提升压铸模具的最终使用寿命。
3、压铸模具钢因合金含量高，目前多采用电炉或中频炉方式冶炼，受废钢条件限制，五害元素、铜、钛、磷等有害元素含量水平不及长流程冶炼的钢水纯净度，目前可查专利技术专利仅少量低钼(1.2％)的h13类型模具钢采用长流程工艺，因受合金加入量过大，对钢水温降快，连浇困难，未见有高钼(2.4％)的高合金模具钢的长流程生产工艺相关专利。高品质高合金钢受制于合金偏析严重，均需电渣重熔工序均匀凝固组织，目前均以操作简单的固定式结晶器电渣生产为主，鲜有操作控制难度大的抽锭式电渣生产方式，但固定式结晶器内钢锭凝固收缩后，与结
技术实现思路
1、本专利技术公开一种高冲击韧性压铸模具钢的生产方法，通过有效的工艺控制，获得纯净度、均匀性及致密性优异的钢材，保证最终的冲击性能指标高，有效满足高压压铸模具的寿命使用要求。
2、本专利技术目的在于提供一种高冲击韧性压铸模具钢的生产方法，所述生产方法包括长流程的高合金原料坯冶炼、恒熔速气氛保护抽锭式电渣重熔、锻造及其热处理工序；所述生产方法包括以下步骤：
3、(1)长流程的高合金原料坯冶炼工序：高炉深脱硫铁水、脱磷转炉、脱碳转炉、lf炉、rh炉、连铸机；转炉执行双联工艺，铬钼钒铁合金加入量115-135kg/t钢，出钢后保持1nm3/min大气量氮气底吹，lf精炼造白渣控制精炼渣碱度3-5，rh真空处理时间≥30min，连铸氩气保护并使用侧开水口；
4、(2)恒熔速气氛保护抽锭式电渣重熔工序：定尺连铸坯进行恒熔速抽锭式电渣重熔后的φ600±5mm*4±0.1m电渣锭，设计二次电流9-11ka、二次电压50-70v及抽速3-4mm/min配合，高合金钢430-470kg/h恒熔速抽锭生产，过程气氛保护，保护罩内氛围氧≤100ppm；
5、(3)锻造及热处理工序：电渣锭经高温扩散后，再经压机多向镦拔变形，锻后余温分级淬水，入电退火炉等温球化退火，再到室温修磨微裂纹及去除两端料头后，入电加热炉保温，再二次分级淬水，达目标温度后入电退火炉球化退火。
6、本专利技术所述压铸模具钢化学成分及质量百分含量为c：0.35-0.45％，si≤0.20％，mn:0.30-0.60％，p≤0.0010％，s≤0.003％，cr：5.00-5.30％，mo：2.30-2.60％，v:0.50-0.80％，as+sn+sb+pb+bi≤0.010％，余量为fe和不可避免的杂质。
7、本专利技术所述步骤(1)中转炉采用大渣量双联工艺，终点p≤0.006％，加入碳化钙、铝粒脱氧造白渣，rh真空循环时间≥30min，o≤0.0012％，n≤0.0060％，连铸氩气保护增氮＜5ppm，中包温度为1516-1531℃，拉速0.5-0.8m/min。
8、本专利技术所述步骤(2)中电渣重熔渣系为caf、al2o3、cao及mgo四元渣系，制定二次电压电流参数，保证抽锭过程熔速450±30kg/h，φ600mm电渣锭去应力退火。
9、本专利技术所述步骤(3)中锻造前需经1270-1290℃保温20-24小时，先墩粗变形，单次墩粗比≥2，再经拔长墩粗，成最终锻件尺寸，入淬水池经分级淬水，最终出水锻件表面返温至330-370℃后入退火炉退火，退火后表面裂纹检测修磨及两端料头锯切后，入炉升温至1020-1040℃保温6-7小时，出炉进行二次分级淬水至表面返温至330-370℃，入电退火炉850-870℃及730-750℃等温球化退火。
10、本专利技术所述方法获得压铸模具钢，经国家标准《优质合金模具钢》(gb/t24594)方法进行横向冲击试验，检测平均冲击功＞350j。
11、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、通过步骤(1)的长流程精品高合金钢冶炼控制，可有效降低钢中p、s、o、n、cu、al、ti及五害元素等残余有害元素含量，较短流程废钢冶炼控制，可明显提高该模具钢材料的元素纯净度，连铸坯生产较短流程模铸可显著提升原料成材率。2、进行气氛保护抽锭式恒熔速电渣重熔凝固控制，可抑制环节增氧增氮，低熔速浅熔池有效增强凝固时过冷度，减轻合金碳化物偏析程度，成材率较固定式结晶器电渣可提高10％。3、步骤(3)的锻造及热处理，可均质高合金碳化物偏析情况，再经大锻比墩粗拔长变形、锻后余温淬水及二次分级处理两次强冷淬水的强热应力过程，有效细化晶粒均匀组织，最后再经电退火炉均匀温度氛围球化退火材料二次碳化物。通过步骤(1)-(3)的冶炼、电渣及锻造热处理的全流程工艺控制，有效提升了模具钢的纯净度、均匀性、致密性，如本专利技术附图所示，最终使材料横向冲击功大于350j，远超国家标准的169j的使用要求，显著提升压铸模具的使用寿命。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高冲击韧性压铸模具钢的生产方法，其特征在于：所述生产方法包括长流程的高合金原料坯冶炼、恒熔速气氛保护抽锭式电渣重熔、锻造及其热处理工序；所述生产方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高冲击韧性压铸模具钢的生产方法，其特征在于：所述压铸模具钢化学成分及质量百分含量为C：0.35-0.45%，Si≤0.20%，Mn:0.30-0.60%，P≤0.0010%，S≤0.003%，Cr：5.00-5.30%，Mo：2.30-2.60%，V:0.50-0.80%，As+Sn+Sb+Pb+Bi≤0.010%，余量为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的一种高冲击韧性压铸模具钢的生产方法，其特征在于：所述步骤（1）中转炉采用大渣量双联工艺，终点P≤0.006%，加入碳化钙、铝粒脱氧造白渣，RH真空循环时间≥30min，O≤0.0012%，N≤0.0060%，连铸氩气保护增氮＜5ppm，中包温度为1516-1531℃，拉速0.5-0.8m/min。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种高冲击韧性压铸模具钢的生产方法，其特征在于：所
5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种高冲击韧性压铸模具钢的生产方法，其特征在于：所述步骤（3）中锻造前需经1270-1290℃保温20-24小时，先墩粗变形，单次墩粗比≥2，再经拔长墩粗，成最终锻件尺寸，入淬水池经分级淬水，最终出水锻件表面返温至330-370℃后入退火炉退火，退火后表面裂纹检测修磨及两端料头锯切后，入炉升温至1020-1040℃保温6-7小时，出炉进行二次分级淬水至表面返温至330-370℃，入电退火炉850-870℃及730-750℃等温球化退火。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的一种高冲击韧性压铸模具钢的生产方法，其特征在于：所述方法获得压铸模具钢横向冲击功＞350J。
...【技术特征摘要】
1.一种高冲击韧性压铸模具钢的生产方法，其特征在于：所述生产方法包括长流程的高合金原料坯冶炼、恒熔速气氛保护抽锭式电渣重熔、锻造及其热处理工序；所述生产方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高冲击韧性压铸模具钢的生产方法，其特征在于：所述压铸模具钢化学成分及质量百分含量为c：0.35-0.45%，si≤0.20%，mn:0.30-0.60%，p≤0.0010%，s≤0.003%，cr：5.00-5.30%，mo：2.30-2.60%，v:0.50-0.80%，as+sn+sb+pb+bi≤0.010%，余量为fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的一种高冲击韧性压铸模具钢的生产方法，其特征在于：所述步骤（1）中转炉采用大渣量双联工艺，终点p≤0.006%，加入碳化钙、铝粒脱氧造白渣，rh真空循环时间≥30min，o≤0.0012%，n≤0.0060%，连铸氩气保护增氮＜5ppm，中包温度为1516-1531℃，拉速0.5-0.8m/min。...
【专利技术属性】
技术研发人员：张育明，于彬，和红杰，李智刚，郭保善，申同强，赵昊乾，李昭澎，李鑫，王荐，钟保军，郭志斌，荣飞，阎丽珍，
申请(专利权)人：河北邢钢科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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