一種細化H13模具鋼碳化物的方法，屬于金屬材料領域。包括：含鎂母電極制備、電渣重熔、緩冷、退火步驟。制備含鎂H13母電極是采用感應爐→模鑄工藝，或是采用電爐→爐外精煉→連鑄坯或模鑄工藝。含鎂H13母電極中鎂含量大于50ppm。電渣重熔渣系為CaF2-Al2O3-CaO-MgO，重熔過程連續對渣池加鋁粉脫氧。電渣錠中鎂含量大于5ppm。脫錠后放入保溫坑緩冷。退火工藝為，升溫速度為40-50℃/h，升溫到650-760℃保溫2h，再升溫至860℃保溫8h，爐內自然冷卻，500℃出爐，自然冷卻至常溫。本發明專利技術鋼中含有一定鎂，不僅降低H13熱作模具鋼中碳化物數量，有效細化碳化物；對凝固組織細化產生有利的作用，由此提高H13熱作模具鋼的強度及耐磨性能。
【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】一種細化H13模具鋼碳化物的方法，屬于金屬材料領域。包括：含鎂母電極制備、電渣重熔、緩冷、退火步驟。制備含鎂H13母電極是采用感應爐→模鑄工藝，或是采用電爐→爐外精煉→連鑄坯或模鑄工藝。含鎂H13母電極中鎂含量大于50ppm。電渣重熔渣系為CaF2-Al2O3-CaO-MgO，重熔過程連續對渣池加鋁粉脫氧。電渣錠中鎂含量大于5ppm。脫錠后放入保溫坑緩冷。退火工藝為，升溫速度為40-50℃/h，升溫到650-760℃保溫2h，再升溫至860℃保溫8h，爐內自然冷卻，500℃出爐，自然冷卻至常溫。本專利技術鋼中含有一定鎂，不僅降低H13熱作模具鋼中碳化物數量，有效細化碳化物；對凝固組織細化產生有利的作用，由此提高H13熱作模具鋼的強度及耐磨性能。【專利說明】一種細化H13模具鋼碳化物的方法
本專利技術屬于金屬材料領域，涉及改善鋼質量的方法，具體是指一種細化H13模具鋼碳化物的方法。
技術介紹
隨著模具制造業的不斷發展、模具工作條件的日益苛刻，對模具材料的冶金質量、性能、壽命等要求不斷提高。國產H13模具鋼與國際先進水平相比存在一定的差距，國產H13鋼制的壓鑄模具壽命為3~5萬模次，進口的可達20萬次。H13熱作模具鋼是高合金鋼，鋼中碳含量比較高，冶煉或熱加工過程，鋼中存在大量的碳化物，其碳化物的大小、形貌及分布對模具的使用壽命和性能的穩定性具有極大地影響。碳化物分為一次碳化物和二次碳化物。其中一次碳化物是在鋼液凝固的共晶反應階段直接從液相中析出，二次碳化物是從奧氏體或馬氏體中析出。碳化物為二次滲碳體并且鉻是碳化物主要形成元素。細小而均勻分布的碳化物可提高鋼的耐磨性，強度，韌性和使用壽命。國產H13模具鋼一次碳化物較多，退火組織中碳化物有明顯沿晶界分布現象，因此細化鋼中的碳化物、改善碳化物的分布對提高模具鋼質量具有重要的作用。
技術實現思路
本專利技術的目的是對含鎂H13模具鋼的制備一電渣重熔一緩冷一退火工藝路線，采用鎂細化H13模具鋼碳化物的方法。本專利技術采用以下技術方案實現:細化H13模具鋼中碳化物，并且改善碳化物的分布，主要包括以下步驟:(I)大于50ppm含鎂H13模具鋼母電極的制備；(2)電渣重熔過程采用液渣引燃法，渣系為CaF2-Al203-Ca0-Mg0。電渣重熔過程連續對渣池加鋁粉脫氧，加鋁量為lkg/tiH。保證電渣錠中的鎂含量大于5ppm;(3)脫錠后放入保溫坑緩冷。退火工藝為:升溫速度為40-50°C /h,升溫到650-760°C保溫2h，再升溫至860°C保溫8h，爐內自然冷卻，500°C出爐。自然冷卻至常溫。為了較好的實現本專利技術，電渣重熔過程最佳渣系為50°/(￡逆2-20貼1203-209^0-109^0。本專利技術具有以下優點及有益效果:(I)利用鎂微合金化理論和技術降低H13熱作模具鋼中碳化物數量，有效細化碳化物；(2)鋼中含有一定鎂，不僅影響H13模具鋼中夾雜物及碳化物的析出行為，同時還會對凝固組織細化產生有利的作用，由此提高H13熱作模具鋼的強度及耐磨性能；(3)有助于H13熱作模具鋼冶煉新工藝的開發，研究成果可推廣應用至其它高碳工模具鋼的生產。【專利附圖】【附圖說明】圖1電解碳化物SEM形貌:Ca)不含鎂；(b)含鎂IOppm ；圖2碳化物SEM形貌:(a)不含鎂；(b)含鎂IOppm ；圖3碳化物粒徑分布。【具體實施方式】下面結合實施例對本專利技術作進一步地詳細說明，但本專利技術的實施方式不限于此。實施例1 采用2t感應爐冶煉H13廢鋼一200kg電渣重熔(Φ 180mm)—緩冷一退火工藝路線，具體步驟如下:(I)在感應爐出鋼過程加入Fe-20.13wt%Al_6.02wt%Mg合金20kg，出鋼后鎮靜60s后燒鑄；(2)電渣重熔過程采用液渣引燃法。渣料在600°C下烘烤8h。加入渣料為CaF25kg-2kgAl203-2kgCa0-lkgMg0 ；(3)電渣重熔過程工作電壓為55V，工作電流為2kA。冶煉過程加鋁量為0.2kg，分四次加入。脫錠后放入保溫坑保溫8h。(4)退火工藝為:升溫速度為40_50°C /h,升溫到650_760°C保溫2h，再升溫至860 V保溫8h，爐內自然冷卻，500 °C出爐。自然冷卻至常溫。為了更充分的說明本專利技術的效果，現在以實際測試數據進行相關說明:取上述加鎂退火電渣錠和不加鎂退火電渣錠的電解樣及金相樣。其成分如表1所/Jn ο表1退火后H13模具鋼的成分/%【權利要求】1.一種細化H13模具鋼中碳化物的方法，其特征在于:包括:含鎂母電極制備、電渣重熔、緩冷、退火步驟，制備含有一定鎂含量、經電渣處理的H13模具鋼，利用鎂來細化鋼中的碳化物。2.根據權利要求1所述的一種細化H13模具鋼中碳化物的方法，其特征在于:制備含鎂H13母電極是采用感應爐一模鑄工藝，或者是采用電爐一爐外精煉一連鑄坯或模鑄工藝。3.根據權利要求1~2所述的一種細化H13模具鋼中碳化物的方法，其特征在于:含鎂H13母電極中鎂含量大于50ppm。4.根據權利要求1所述的一種細化H13模具鋼中碳化物的方法，其特征在于:電渣重熔渣系為CaF2-Al2O3-CaO-MgO,重熔過程連續對渣池加鋁粉脫氧，加鋁量為lkg/tiH。5.根據權利要求1所述的一種細化H13模具鋼中碳化物的方法，其特征在于:保證電洛錠中鎂含量大于5ppm。6.根據權利要求1所述的一種細化H13模具鋼中碳化物的方法，其特征在于:脫錠后放入保溫坑緩冷；退火工藝為，升溫速度為40-50°C /h,升溫到650-760°C保溫2h，再升溫至860°C保溫8h，爐內自然冷卻，500°`C出爐，自然冷卻至常溫。【文檔編號】C22B9/18GK103484686SQ201310453102【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2013年9月27日 【專利技術者】李晶, 姚迪, 王亮亮, 臧若愚, 李勇勇, 寧博, 何志軍, 韓嘯, 李稷, 王昊, 吳政, 武賀 申請人:北京科技大學本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種細化H13模具鋼中碳化物的方法，其特征在于：包括：含鎂母電極制備、電渣重熔、緩冷、退火步驟，制備含有一定鎂含量、經電渣處理的H13模具鋼，利用鎂來細化鋼中的碳化物。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：李晶，姚迪，王亮亮，臧若愚，李勇勇，寧博，何志軍，韓嘯，李稷，王昊，吳政，武賀，
申請(專利權)人：北京科技大學，
類型：發明
國別省市：
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