一種高純凈耐蝕的塑膠模具鋼及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種高純凈耐蝕塑膠模具鋼的制備方法，主要步驟如下：S1、電爐冶煉：S2、鋼包精煉爐精煉；S3、真空精煉爐精煉；S4、澆鑄電極坯；S5、電極坯退火；S6、電渣重熔；S7、鍛造；S8、鍛后預(yù)處理；S9、超細(xì)化處理。采用上述制備方法，原材料質(zhì)量控制、電極坯冶煉澆鑄等工藝優(yōu)化提供了去除鋼中夾雜物B類夾雜物的全流程方法，保證了電極坯的純凈度；從材料純凈度和碳化物均勻度控制兩方面解決了塑膠模具鋼拋光度不高的問題，本發(fā)明專利技術(shù)還涉及一種高純凈耐蝕塑膠模具鋼。膠模具鋼。膠模具鋼。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種高純凈耐蝕的塑膠模具鋼及其制備方法


[0001]本專利技術(shù)涉及模具鋼加工
，具體涉及一種高純凈耐蝕的塑膠模具鋼及其制備方法。

技術(shù)介紹

[0002]隨著全球經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，制造業(yè)等傳統(tǒng)工業(yè)由于歐美市場的日趨飽和，勞動(dòng)成本逐年跳高，利潤減少，重心向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。現(xiàn)階段模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家制造水平高低的重要標(biāo)志，因?yàn)槟＞咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。中國的模具工業(yè)經(jīng)過30多年的轉(zhuǎn)型升級(jí)和創(chuàng)新發(fā)展，已成就了世界模具制造大國和貿(mào)易大國、并不斷加速向世界模具強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變。
[0003]雖然在國家的大力支持下，國內(nèi)已經(jīng)涌現(xiàn)出一批技術(shù)先進(jìn)的大型特鋼企業(yè)，如寶鋼特鋼、中信泰富、長城特鋼、東北特鋼等。一方面，這些企業(yè)在成分設(shè)計(jì)、合金化原理以及煉鋼技術(shù)上取得了長足進(jìn)步，部分產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平。但是中高端鏡面不銹模具用鋼基本依賴從國外進(jìn)口，主要廠家有日本大同工業(yè)株式會(huì)社、日立金屬株式會(huì)社、德國(葛利茲鋼廠)、瑞典ASSABGroup(一勝百集團(tuán))、美國芬可樂等。
[0004]目前國外模具制造業(yè)正在向通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、高效率、短制造周期發(fā)展，CAD和CAM的應(yīng)用日益普及。為了適應(yīng)模具制造業(yè)發(fā)展的需要，模具材料日益向多品種、精細(xì)化、制品化的方向迅速發(fā)展。隨著模具工作條件的日益苛刻，對(duì)模具的質(zhì)量，特別是鋼的純凈度、等向性的水平提出了更高的要求。為達(dá)此目的，國外普遍采用電爐、爐外精煉工藝生產(chǎn)純凈度高的模具鋼，對(duì)于大截面鍛壓模塊和大型的鋼材規(guī)定采用真空處理。對(duì)于純凈度要求更高的模具鋼，大部分采用電渣重熔、真空自耗，以進(jìn)一步提高鋼的純凈度、致密度、等向性和均勻性，減少偏析。但國內(nèi)在高純凈鏡面不銹模具鋼的研發(fā)方面還有很多的不足，存在組織不均勻、沖擊功低、純凈度不足等問題，嚴(yán)重制約了國產(chǎn)模具鋼在中高端應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。所以大規(guī)格模具鋼的開發(fā)是企業(yè)發(fā)展以適應(yīng)市場需求的必然選項(xiàng)，同時(shí)還可打破國外廠商對(duì)國內(nèi)高端市場的壟斷，存在著戰(zhàn)略意義。
[0005]但由于國內(nèi)塑料模具鋼存在硬度均勻性差、拋光質(zhì)量差等問題，無法應(yīng)用到中高端領(lǐng)域，如光學(xué)產(chǎn)品(鏡頭、眼鏡片等)、醫(yī)療器械等塑膠產(chǎn)品的生產(chǎn)。此領(lǐng)域市場基本被國外產(chǎn)品占領(lǐng)。超鏡面不銹塑料模具鋼需具有高硬度均勻性、高致密度、高純凈度，其對(duì)原材料的應(yīng)用、冶煉工藝、鍛造工藝、熱處理工藝有著極高的要求，國內(nèi)各生產(chǎn)廠家都在此方面進(jìn)行發(fā)力，在模具鋼的成分設(shè)計(jì)，工藝優(yōu)化等方面一直在開展大量的研究與開發(fā)工作，但模具鋼整體性能并不十分令人滿意，急需進(jìn)一步研究與開發(fā)出高硬度均勻性、高致密度、高純凈度塑料模具鋼。本項(xiàng)目擬通過原料精選、冶煉工藝優(yōu)化來生產(chǎn)初始坯料，高溫均質(zhì)化處理、三維鍛造、熱處理超細(xì)化等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)的控制來提高模具鋼內(nèi)在成分和硬度均勻性、拋光性能，大幅提升國產(chǎn)塑料模具鋼的實(shí)際水平。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0006]本專利技術(shù)的目的在于提供一種具有高純凈、高拋光性的耐蝕塑膠模具鋼及其制備方法，使其品質(zhì)等級(jí)達(dá)到與進(jìn)口材料同等或類似水平，逐步替代進(jìn)口產(chǎn)品。更好的滿足下游客戶的需求。
[0007]為達(dá)到上述專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)提供了一種高純凈耐蝕塑膠模具鋼的制備方法，主要步驟如下：
[0008]S1、電爐冶煉：
[0009]按照熱作模具鋼的組分含量進(jìn)行高爐鐵水，剪切爐料及大包余鋼的配料，其中，高爐鐵水的質(zhì)量配比為≥80％，剪切爐料及大包余鋼中Al的質(zhì)量配比為≤0.01％；添加CaO、CaF2、硅鈣鋇復(fù)合脫氧劑、白云石，在電爐中熔化冶煉；氧化扒渣后加入CaO、促凈劑、硅鈣鋇復(fù)合脫氧劑后出鋼，出鋼溫度≥1620℃；
[0010]其中，所述冶煉鋼種的化學(xué)組分含量質(zhì)量百分比，C 0.20～0.25％、Mn 0.30～0.60％、Si0.80～1.00％、S≤0.001％、P≤0.010％、Cr 13.0～14.0％、Mo+V+Ni 1.00～1.50％、Cu≤0.08％，其余為Fe，且殘余氣體含量為，H≤1.5ppm、O≤13ppm、N≤140ppm；
[0011]S2、鋼包精煉爐精煉：
[0012]電爐冶煉后鋼水轉(zhuǎn)入鋼包，吊運(yùn)到精煉爐座上，并加渣料CaO、CaF2、C
?
Si粉、硅鈣鋇復(fù)合脫氧劑還原造好一次白渣，根據(jù)所述精煉爐座內(nèi)鋼水的實(shí)際成分與目標(biāo)成分的偏差添加相應(yīng)的合金料，完成成分微調(diào)、脫硫、脫氧作業(yè)；操作結(jié)束后去除白渣，然后重新加熱至鋼水溫度≥1620℃，添加CaO、CaF2、C
?
Si粉、硅鈣鋇復(fù)合脫氧劑和紅磚頭進(jìn)行二次造白渣；
[0013]S3、真空精煉爐精煉：
[0014]真空精煉爐逐級(jí)進(jìn)泵，最終真空度≥70Pa，兩次維持真空時(shí)間16分鐘以上，殘余氣體氮目標(biāo)值≤120ppm；脫氣結(jié)束后，取樣分析，成分合格后吹入氬氣至吊包；
[0015]S4、澆鑄電極坯：
[0016]預(yù)熱錠模50～80℃，然后在澆注電極坯過程前，提前將澆注口上的氬氣保護(hù)裝置開啟，澆注電極坯的整個(gè)過程均在氬氣氣氛下進(jìn)行；
[0017]S5、電極坯退火：
[0018]將步驟S4中脫模后的電極坯進(jìn)行退火；
[0019]S6、電渣重熔：
[0020]采用步驟S5得到的電極坯，采用車床進(jìn)行表面機(jī)加工處理，去除表面氧化鐵皮；200～350℃預(yù)熱后，在電極坯的尾部焊接假電極，隨后放入電渣爐中，進(jìn)行電渣重溶冶煉；
[0021]S7、鍛造：
[0022]將步驟S6中得到的電渣錠進(jìn)行加熱至加熱溫度1250～1280℃，保溫22～35h，進(jìn)行高溫?cái)U(kuò)散均質(zhì)化，然后進(jìn)行鍛造至成品尺寸；
[0023]S8、鍛后預(yù)處理：
[0024]將步驟S7中得到的鍛坯一次水冷到坯料芯部溫度≤450℃，然后裝入熱處理爐，進(jìn)行高溫回火處理；
[0025]S9、超細(xì)化處理：
[0026]將步驟S8得到的工件進(jìn)行超細(xì)化處理。
[0027]具體的，在步驟S1中，
[0028]CaO、CaF2、硅鈣鋇復(fù)合脫氧劑和白云石的噸鋼添加量為，CaO25～40kg，CaF22～3kg，硅鈣鋇復(fù)合脫氧劑2～3kg，白云石8～12kg；
[0029]氧化扒渣后加入CaO、促凈劑和硅鈣鋇復(fù)合脫氧劑，其中CaO、促凈劑和硅鈣鋇復(fù)合脫氧劑的噸鋼添加量為，CaO20～25kg，促凈劑3～5kg，硅鈣鋇復(fù)合脫氧劑2～3kg。
[0030]具體的，在步驟S2中，一次造白渣中，噸鋼添加量為，CaO20～25kg，CaF22～3kg，C
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Si粉3～4kg，硅鈣鋇復(fù)合脫氧劑2～3kg；
[0031]二次造白渣中，噸鋼添加量為，CaO20～25kg，CaF22～3kg，C
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Si粉3～4kg，硅鈣鋇復(fù)合脫氧劑2～3kg，紅磚頭2～3kg。
[0032]具體地，在步驟S5中，裝爐條件為，電極坯的外表面冷卻到300～400℃，退火溫度為870～890℃，保溫時(shí)間為3D～5D，D為電極坯的直徑，單位為dm，隨爐冷卻至本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高純凈耐蝕塑膠模具鋼的制備方法，其特征在于，主要步驟如下：S1、電爐冶煉：按照熱作模具鋼的組分含量進(jìn)行高爐鐵水，剪切爐料及大包余鋼的配料，其中，高爐鐵水的質(zhì)量配比為≥80％，剪切爐料及大包余鋼中Al的質(zhì)量配比為≤0.01％；添加CaO、CaF2、硅鈣鋇復(fù)合脫氧劑、白云石，在電爐中熔化冶煉；氧化扒渣后加入CaO、促凈劑、硅鈣鋇復(fù)合脫氧劑后出鋼，出鋼溫度≥1620℃；其中，所述冶煉鋼種的化學(xué)組分含量質(zhì)量百分比，C 0.20～0.25％、Mn 0.30～0.60％、Si 0.80～1.00％、S≤0.001％、P≤0.010％、Cr 13.0～14.0％、Mo+V+Ni 1.00～1.50％、Cu≤0.08％，其余為Fe，且殘余氣體含量為，H≤1.5ppm、O≤13ppm、N≤140ppm；S2、鋼包精煉爐精煉：電爐冶煉后鋼水轉(zhuǎn)入鋼包，吊運(yùn)到精煉爐座上，并加渣料CaO、CaF2、C
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Si粉、硅鈣鋇復(fù)合脫氧劑還原造好一次白渣，根據(jù)所述精煉爐座內(nèi)鋼水的實(shí)際成分與目標(biāo)成分的偏差添加相應(yīng)的合金料，完成成分微調(diào)、脫硫、脫氧作業(yè)；操作結(jié)束后去除白渣，然后重新加熱至鋼水溫度≥1620℃，添加CaO、CaF2、C
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Si粉、硅鈣鋇復(fù)合脫氧劑和紅磚頭進(jìn)行二次造白渣；S3、真空精煉爐精煉：真空精煉爐逐級(jí)進(jìn)泵，最終真空度≥70Pa，兩次維持真空時(shí)間16分鐘以上，殘余氣體氮目標(biāo)值≤120ppm；脫氣結(jié)束后，取樣分析，成分合格后吹入氬氣至吊包；S4、澆鑄電極坯：預(yù)熱錠模50～80℃，然后在澆注電極坯過程前，提前將澆注口上的氬氣保護(hù)裝置開啟，澆注電極坯的整個(gè)過程均在氬氣氣氛下進(jìn)行；S5、電極坯退火：將步驟S4中脫模后的電極坯進(jìn)行退火；S6、電渣重熔：采用步驟S5得到的電極坯，采用車床進(jìn)行表面機(jī)加工處理，去除表面氧化鐵皮；200～350℃預(yù)熱后，在電極坯的尾部焊接假電極，隨后放入電渣爐中，進(jìn)行電渣重溶冶煉；S7、鍛造：將步驟S6中得到的電渣錠進(jìn)行加熱至加熱溫度1250～1280℃，保溫22～35h，進(jìn)行高溫?cái)U(kuò)散均質(zhì)化，然后進(jìn)行鍛造至成品尺寸；S8、鍛后預(yù)處理：將步驟S7中得到的鍛坯一次水冷到坯料芯部溫度≤450℃，然后裝入熱處理爐，進(jìn)行高溫回火處理；S9、超細(xì)化處理：將步驟S8得到的工件進(jìn)行超細(xì)化處理。2.如權(quán)利要求1所述的一種高純凈耐蝕塑膠模具鋼的制備方法，其特征在于，在步驟S1中，CaO、CaF2、硅鈣鋇復(fù)合脫氧劑和白云石的噸鋼添加量為，CaO25～40kg，CaF22～3kg，硅鈣鋇復(fù)合脫氧劑2～3kg，白云石8～12kg；氧化扒渣后加入CaO、促凈劑和硅鈣鋇復(fù)合脫氧劑，其中CaO、促凈劑和硅鈣鋇復(fù)合脫氧劑的噸鋼添加量為，CaO20～25kg，促凈劑3～5kg，硅鈣鋇復(fù)合脫氧劑2～3kg。
3.如權(quán)利要求1所述的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：關(guān)海龍，偶正偉，韓忠良，朱偉峰，王光偉，丁海峰，蘇旭廷，蔣海清，丁濤，錢曉亮，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇宏晟模具鋼材料科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：