這種產(chǎn)品屬于模具鋼

　　技術(shù)領(lǐng)域：

　　，具體而言，本產(chǎn)品涉及一種h13模具鋼及其生產(chǎn)方法。

　　背景技術(shù)：

　?。涸诋a(chǎn)品制造中，磨具是一種重要的基本工藝設(shè)備。因?yàn)槭褂媚ゾ吲可a(chǎn)的產(chǎn)品生產(chǎn)率高，一致性高，能耗低，而且精度和復(fù)雜性高。因此，在機(jī)械、電子、車輛、信息、航空、輕工、軍事、能源等制造領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，模具工業(yè)水平已經(jīng)成為考慮一個國家制造水平的重要標(biāo)志。磨具是工業(yè)生產(chǎn)的前提工藝設(shè)備，被稱為“工業(yè)之母”。75％新加工的工業(yè)零件，50％精制零件由模具成型，大部分塑料制品也由模具成型。熱模鋼主要用于制造固體金屬或高溫液態(tài)金屬從加熱到再結(jié)晶溫度以上壓制成型的磨具。對于h13模具鋼，模鑄生產(chǎn)在中國應(yīng)用廣泛，材料嚴(yán)重收縮，鋼錠成材率低，生產(chǎn)時間長，無法實(shí)現(xiàn)持續(xù)生產(chǎn)。這種不利條件大大提高了h13模具鋼的生產(chǎn)成本，不利于h13模具鋼的全面推廣。技術(shù)實(shí)現(xiàn)因素：本產(chǎn)品主要是針對現(xiàn)有技術(shù)開發(fā)出高清潔度的h13模具鋼及生產(chǎn)方法。本產(chǎn)品的技術(shù)方案如下：本產(chǎn)品提供的h13模具鋼，其成分構(gòu)成按重量百分比為：在gb/t1299中4cr5mosiv1的前提下，c成分保持在0.32wt。％～0.45wt％，在0.80wtt中保持si成分。％～1.20wt％，在0.20wtt中保持mn成分。％～0.50wt％，在4.75wtt中保持cr％～5.50wt％，保持成分在1.10wt％～1.75wt％，維持0.80wtt維持成分％～1.20wt％，cu≤0.25wt％，ni≤0.25wt％，使鋼中mo、nb、達(dá)到2.726cc的ti含量 0.183si≤mo nb ti≤3.283c 0.179si，o≤0.0012wt％，n≤0.0060wt％，p≤0.012wt％、s≤0.005wt％、pb≤0.005wt％、sn≤0.010wt％、as≤0.010wt％、sb≤0.005wt％、bi≤0.005wt％，其它的都是fe，很難避免殘?jiān)１井a(chǎn)品限制2.726cc 0.183si≤mo nb ti≤3.283c 0.179si，它的作用是將鋼里的mo、nb、ti元素的成分保持在相對穩(wěn)定的情況下，可以細(xì)化晶粒，穩(wěn)定鋼的斷裂韌性，有利于減小鋼的橫向和垂直無空缺沖擊功的誤差。根據(jù)本產(chǎn)品所述的h13模具鋼，其中，鋼中a類夾雜物≤1.0級，b類夾雜物≤1.0級，c類夾雜物≤0.5級，d類夾雜物≤0.5級，ds類≤0.5級，且a b d≤2.0級；園鋼低倍組織一般松散≤1.0級，中心疏松≤1.5級，一般縮松≤1.0級，中心偏析≤0.5級，碳縮松指數(shù)在園鋼截面上保持在0.95～1.08，碳偏差≤0.04wt％。本產(chǎn)品h13模具鋼的化學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下:五害元素:鋼中殘留的鉛極少，因?yàn)榇蠖鄶?shù)鉛在冶煉過程中會用蒸汽逸出鋼液。本產(chǎn)品h13模具鋼的化學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下:五害元素:鋼中殘留的鉛很少，因?yàn)榇蠖鄶?shù)鉛在冶煉過程中會用蒸汽逸出鋼液。由于鉛和鐵不形成固溶體，一般在鋼中以細(xì)小的球形存在，容易收縮松動，對鋼的特性有一定的負(fù)面影響。鉛可以稍微降低鋼的塑性，大大降低鋼的沖擊值。本產(chǎn)品操縱鋼中鉛含量≤0.005％。錫可以大大降低鋼材和合金的高溫物理性能，對鋼材的加工特性也非常有害。本產(chǎn)品操縱鋼中錫成分≤0.005％。砷經(jīng)常在鋼中使用fe2as、fe3as2、feas和固溶體形式存在，容易出現(xiàn)縮松狀態(tài)，砷和磷、釩同族，對鋼特性的危害也有相似之處。本產(chǎn)品操作鋼中砷成分≤0.010％。對鋼的特性有不良影響，一般會降低鋼的強(qiáng)度，提高延性。本產(chǎn)品控制鋼中鈦成分≤0.005％。鋼中易縮松于晶間、兩色，其存在因而導(dǎo)致鋼的延性，危害鋼的高溫強(qiáng)度。本產(chǎn)品操縱鋼中？≤0.005％。硫磺會使模具鋼產(chǎn)生熱脆性，降低模具鋼的可塑性和韌性，同時也會增加模具鋼的各種異性。本產(chǎn)品操縱鋼中硫含量≤0.005％。磷也是鋼中的有害元素。磷會增加模具鋼的冷脆性，使模具鋼的性能變差。由于h13鋼中合金含量高，本產(chǎn)品控制鋼中磷含量?！?.012％。為了保證模具鋼的接觸疲勞特性，延長其使用壽命，需要將鋼中的氧含量、夾雜物保持在較低水平。本產(chǎn)品海帶來了上述h13模具鋼的生產(chǎn)方法，包括以下流程:(1)初煉爐采用電爐冶煉，入爐鋼水比保持在50wt。％～70wt％，電爐終點(diǎn)磷≤0.005wt％，終點(diǎn)碳0.07wt％～0.10wt％；精煉渣的數(shù)量保持在14?！?7kg/噸鋼，精煉渣堿度保持在55kg～7，精煉時間控制在50～70min；真空脫氣解決鋼液應(yīng)用vd，真空處理時間22～30min；采用弧形連鑄機(jī)對鋼水進(jìn)行鑄造，在軋鋼過程中，鋼液過熱度保持在10。～25℃，拉速保持在0.23℃?！?.01m/min，鑄坯退出后直接進(jìn)行退火處理，退火溫度為730～780℃，保溫4～6小時后，隨爐冷卻至400℃即可公布；(3)冷軋后先進(jìn)至緩冷坑480℃；～經(jīng)過72小時的淬火，淬火時加熱速度為500?！?0℃/h，退火溫度為780±10℃，保溫3～冷卻速度為5小時≤50℃/h，公布溫度≤制備h13模具鋼450℃。根據(jù)本產(chǎn)品所述的生產(chǎn)方法，在流程(1)lf精煉時，采用電石、增碳劑、碳化硅進(jìn)行擴(kuò)散脫氧，碳化硅用量保持在0.3?！?.5kg/噸鋼。根據(jù)本產(chǎn)品所述的生產(chǎn)方法，在流程(1)lf精煉時，采用電石、增碳劑、碳化硅進(jìn)行擴(kuò)散脫氧，碳化硅用量保持在0.3。～0.5kg/噸鋼。電石和增碳劑的量應(yīng)根據(jù)精煉渣的氧化水平進(jìn)行調(diào)整。使用的增碳劑可以是業(yè)內(nèi)知名的隨機(jī)增碳劑，如鍛煤增碳劑。根據(jù)本產(chǎn)品所述的生產(chǎn)方法，其中首選地點(diǎn)，工藝(1)真空脫氣時，破空后鋼中氫≤1.5ppm、氧≤鋼液的軟吹時間為10ppm20。～35min。根據(jù)本產(chǎn)品所述的生產(chǎn)方法，其中首選地點(diǎn)，工藝(2)鑄造斷面為φ500～650mm；進(jìn)一步優(yōu)化地點(diǎn)，工藝(2)可采用晶體電磁攪拌和尾端電磁攪拌，保證鑄坯的均勻性。在這些地方中，晶體電磁攪拌的次數(shù)為1.2～1.5hz、電流為260～300a，尾端電磁攪拌次數(shù)為6～7hz、電流為100～125a。根據(jù)本產(chǎn)品所述的生產(chǎn)方法，其中首選地點(diǎn)，鑄坯冷軋前需加熱11～14小時，其中高溫蔓延時間為2～4小時，鑄坯均熱溫度為1200～1270℃，其中允許單個鑄坯溫差?！?0℃。1120年鑄坯開軋溫度控制～1220℃，φ500mm規(guī)格鑄坯較大，可冷軋。φ園鋼規(guī)格150mm，終軋溫度≥1000℃。根據(jù)本產(chǎn)品所述的生產(chǎn)方法，其中優(yōu)選地點(diǎn)，工藝(3)冷軋模具鋼為φ120mm～φ園鋼型號160mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本產(chǎn)品具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)通過合理的精細(xì)化工藝，嚴(yán)格控制鋼中磷、硫、鉛、硒、砷、釩、鱘等有害元素的含量，降低鋼中夾雜物的成分，保證模具鋼具有良好的清潔度。選用連鑄工藝，完成大截面h13模具鋼的連續(xù)生產(chǎn)，大大提高了產(chǎn)量，降低了成本。選用大壓縮比冷軋，軋材壓縮比?！輍13軋材內(nèi)部組織致密，能滿足客戶直接使用的需要。(4)圓鋼通過合理的電磁攪拌工藝和大壓縮比軋制工藝，成分和管理均勻穩(wěn)定，鋼材性能優(yōu)異。園鋼經(jīng)客戶鍛造后，鋼的水平和垂直沖擊沒有空缺?！輽M向、豎向無空缺沖擊功率>0.8，280j。圖表顯示圖1是本產(chǎn)品實(shí)施例中h13軋材碳縮松抽樣部位。具體實(shí)施方法下面的一體化實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)描述了本產(chǎn)品:實(shí)施例1采用100噸電爐進(jìn)行初步提煉，采用優(yōu)質(zhì)自循環(huán)廢鋼，加鋼水84.9噸，占69.19。％，鐵水中砷含量為0.010％，爐子冶煉55min，供電10min，終點(diǎn)碳0.08％，終點(diǎn)磷0.0048％，出鋼溫度為1638℃。加入石灰500kg、脫氧促進(jìn)劑400kg的電爐出鋼115噸，根據(jù)成分退出配合金。鋼液經(jīng)過精煉工藝后，在配電過程中加入470kg石灰和290kg調(diào)渣劑，應(yīng)用電石、增碳劑和碳化硅進(jìn)行擴(kuò)散脫氧，應(yīng)用碳化硅50kg，擴(kuò)散脫氧后根據(jù)成分中線配合合金，鋼液精煉周期65min。在進(jìn)入vd過程之前，將鋼液去渣，去除1/3渣量，真空處理25min，保持67pa以下12min，鋼液破空后抽樣，軟吹22min后測溫1532℃。本實(shí)施例中h13磨具鋼的化學(xué)成分構(gòu)成見表1，五害原素見表2。表1成品樣分析數(shù)據(jù)csimncrpsmovnitinbcualt0.400.920.455.050.0120.00031.370.970.020.0100.0060.020.024表25害元素分析結(jié)論 sn pb sb bi0.00780.00580.00020.00060.00170.016將鋼液吊裝到軋鋼過程中進(jìn)行鑄造，鑄造φ截面500mm，中間包鋼水溫1495-1501℃，拉速0.35m//min，晶體電磁攪拌電流為260a，頻率為1.2。hz，尾部電磁攪拌電流為100a，頻率為6.0ahz，鑄坯尺寸6m，退出后直接進(jìn)行退火處理。鋼加熱至750-780℃保溫5小時，然后隨爐冷卻，72小時后，測量鑄坯外觀溫度383℃，將鑄坯從退火爐中吊出。鋼加熱至750-780℃保溫5小時，然后用爐子冷卻。72小時后，測量鑄坯外觀溫度383℃，將鑄坯從退火爐中吊出。鑄坯退火后，轉(zhuǎn)運(yùn)至軋鋼車間加熱冷軋，鑄坯加熱11?！?2小時，均熱段溫度為1250。～1270℃，均熱時間2小時40分鐘。冷軋規(guī)格為φ鑄坯開軋溫度為1120mm?！K軋溫度為1023℃，1283℃?！?052℃的軋材線上抽樣進(jìn)行性能檢驗(yàn)，冷軋完成后，軋材線進(jìn)入緩冷坑48h，出坑溫度為135℃。軋料出坑后進(jìn)行淬火，淬火時加熱速度為50℃/h，退火溫度為780～保溫3.5小時，790℃，冷卻速度40℃/h，公布溫度440℃，鋼材公布后鑄軋。表3提出了鋼的氣體含量檢驗(yàn)結(jié)果，表4提出了鋼的低倍檢驗(yàn)結(jié)果，表5提出了鋼的非金屬夾雜物檢驗(yàn)結(jié)果。測試結(jié)果表明，鋼材氣體含量低，組織密度低，非金屬夾雜物操作良好，符合客戶和標(biāo)準(zhǔn)。表3汽體檢測結(jié)果/ppmon1256表4鋼材低倍檢測結(jié)果規(guī)格一般松散中心疏松中心偏析φ130mm0.51.00.50表5非金屬夾雜物對爐次軋料進(jìn)行13點(diǎn)碳縮松檢測，實(shí)際取樣方法見圖1。下表6顯示了相應(yīng)的標(biāo)值。收縮結(jié)果表明，軋料橫截面碳偏差為0.035wt％，在鋼截面上，縮松指數(shù)為0.97-1.05，碳元素遍布均勻。表6軋材縮松檢驗(yàn)結(jié)果鋼材送至用戶后，通過加熱鍛造，從鍛造好的鋼材上取樣檢驗(yàn)水平、垂直無空缺沖擊功，水平?jīng)_擊功293j，垂直沖擊功323j，水平和垂直無空缺沖擊功之比0.90。滿足用戶使用要求。實(shí)施例2采用100電爐進(jìn)行冶煉，加入40.7噸廢鋼，加入79.7噸鋼水，鋼水比66.42。％，爐子冶煉65min，配電13min，終點(diǎn)碳，終點(diǎn)磷，出鋼溫度1641℃，爐子出鋼117.5噸。在鋼流中加入900kg石灰，脫氧促進(jìn)劑250kg，按成分低限配合合金。鋼液經(jīng)過精煉工藝后，配電，根據(jù)煤灰流通性，填充200kg石灰，調(diào)渣劑450kg，應(yīng)用增碳劑、碳化硅進(jìn)行擴(kuò)散脫氧，應(yīng)用碳化硅55kg，擴(kuò)散脫氧后，按成分中線配合合金，總精煉周期55min。精煉鋼液后進(jìn)行真空脫氣，真空處理22min，真空值≤67pa保持時間14min，破空后，對鋼液成分進(jìn)行抽樣分析，鋼液軟吹30min后，測溫1535℃，將鋼液吊至軋鋼進(jìn)行澆筑。表格7和表格8分別提出了vd爐抽樣的常規(guī)成分和無害元素的檢驗(yàn)結(jié)果。csimncrpsmovnitinbcualt0.380.900.425.040.0150.0031.360.970.040.010.010.050.016表8無害原素檢測結(jié)果assnpbsbiasbiass sn pb sb bi0.00750.00360.00120.00490.00050.0178將鋼液吊裝到軋鋼過程中進(jìn)行鑄造，鑄造斷面φ650mm，中間包鋼水溫保持在1498-1504℃，拉速0.25m//min，晶體電磁攪拌電流為300a，頻率為1.5hz，尾部電磁攪拌電流為125a，頻率為7.0hz。鑄坯定尺5.72m，鑄坯退出后直接退火處理。鑄坯尺5.72m，鑄坯退出后直接進(jìn)行退火處理。7300～在760℃保溫6小時，然后在爐子上冷卻，冷卻72小時后，測量鑄坯外觀溫度379℃，將鑄坯從退火爐中吊出，準(zhǔn)備冷軋。鑄坯淬火完成后，轉(zhuǎn)運(yùn)至軋鋼車間加熱13.6.～鑄坯14小時均熱溫度為1220?！T坯均熱期為3.50℃?！?小時。加熱后逐漸冷軋，冷軋規(guī)格為φ開軋溫度為1190mm，160mm～最終軋制溫度為103420℃?！?052℃，鋼材在線抽樣進(jìn)行性能檢驗(yàn)，冷軋完成后，軋料進(jìn)入緩冷坑52小時后，測量軋料表面溫度156℃，將軋料吊出緩冷坑，進(jìn)行退火處理，退火爐內(nèi)升溫速度為60℃/h，提溫至780～保溫4.5小時后，790℃，隨后通過調(diào)節(jié)煙道通風(fēng)量，將爐內(nèi)冷卻速度控制在40℃/h，鋼的溫度為400℃，淬火后對鋼進(jìn)行精整修磨。表9提出了鋼的氣體含量檢驗(yàn)結(jié)果，表10提出了鋼的低倍檢驗(yàn)結(jié)果，表11提出了鋼的非金屬夾雜物檢驗(yàn)結(jié)果。表9提出了鋼的氣體含量檢驗(yàn)結(jié)果，表10提出了鋼的低倍檢驗(yàn)結(jié)果，表11提出了鋼的非金屬夾雜物檢驗(yàn)結(jié)果。測試結(jié)果表明，鋼的氣體含量低，組織密度低，非金屬夾雜物操作良好，符合客戶和標(biāo)準(zhǔn)。表9汽體檢測結(jié)果/ppmon1051表10鋼低倍檢測結(jié)果規(guī)格一般松散中心疏松中心偏析φ160mm0.51.00.50表11非金屬夾雜物對爐次軋料進(jìn)行13點(diǎn)碳縮松檢測，實(shí)際取樣方法見圖1。下表11顯示了相應(yīng)的標(biāo)值。收縮結(jié)果表明，軋料橫截面碳偏差為0.037wt％，在鋼截面上，縮松指數(shù)為0.97-1.06，碳元素遍布均勻。表6軋材縮松檢驗(yàn)結(jié)果鋼材送至用戶后，通過加熱鍛造，從鍛造好的鋼材上取樣檢驗(yàn)水平、垂直無空缺沖擊功，水平?jīng)_擊功282j，垂直沖擊功326j，水平和垂直無空缺沖擊功之比0.86。最后要注意的是，上述實(shí)施例僅用于表明本產(chǎn)品的技術(shù)方案并非限制。雖然參考實(shí)施例詳細(xì)說明了本產(chǎn)品，但本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)該知道，本產(chǎn)品的技術(shù)方案應(yīng)該在本產(chǎn)品的權(quán)利要求范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整或等同替代，而不是擺脫本產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范的精神和范疇。當(dāng)前第1頁12