CN110218954A - 一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法,包括如下步骤:冶炼,锻造,粗加工,之后还进行超声波探伤,高倍组织检测,显微组织检测。本发明通过新型工艺控制,提高终锻温度,在VC未析出前,完成锻造工序;锻后及时退火,将“少量析出的VC”形成均匀分布的、细小颗粒状分布;能够提高产品探伤合格率。
Description
技术领域
本发明涉及合金钢制造技术领域,特别是一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法。
背景技术
4Cr13V实质在4Cr13基础上开发的塑料模具钢,钒元素的加入,有细化晶粒作用、有二次硬化作用、有高温工作时能保持高硬度的作用、有提高模具钢耐磨作用、有提高模具寿命作用等;经分析、验证,4Cr13V塑料模具钢,探伤不合格的原因是VC的存在,与其他因素无关,因此,如何提供一种提高产品探伤合格率的4Cr13V塑料模具钢的制备方法成为了亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种提高产品探伤合格率的4Cr13V塑料模具钢的制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:
一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法,所述塑料模具钢组成成分按质量百分比为C含量0.36-0.42,Si含量0.50-1.00,Mn含量0.40-0.60,S含量≤0.010,P含量≤0.025,Cr含量13.0-13.8,Ni含量≤0.30,V含量≤0.30,余量为Fe,包括S1冶炼、S2锻造及退火和S3粗加工步骤,所述S2锻造步骤包括以下子步骤:
S2.1、钢锭煤气加热炉分两段加热,第一段为≤650℃,保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温0.6-0.8分;第二段为1170±20℃,保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温0.6-0.8分,保温结束后第一序为压钳口;然后回炉加热至1170±20℃,保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温0.6-0.8分,然后进行第二序:镦粗,拔长到需要尺寸;
S2.2、锻造,锻造比≥5,始锻温度1170±20℃,终锻温度≥950℃,锻后空冷温度≥900℃,锻后立即装入炉温在940℃-960℃炉中退火,保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温3分。
进一步地,所述S1冶炼步骤包括如下子步骤:
S1.1、按该塑料模具钢组成成分配料并且增强铁合金烘烤;
S1.2、电炉垫石灰500Kg,测温≥1620℃,吹氧脱碳,控制最终碳含量0.28%±0.2%;
S1.3、预还原,加石灰500Kg,用硅铁脱氧,加纯铁降温,成渣后加Fe-Si粉80 Kg,吹氩气搅拌≥10分钟,出钢前Si含量调整到0.85%,滗渣;
S1.4、LF炉加石灰500Kg,帽渣150 Kg,帽渣出现白色后加Al线,按LF炉当次炼制总量,每吨加Al线6.0米,成分控制C为0.38%,Si为0.35%,Mn为0.50% ,Cr为13.00%,加Ca线,按LF炉当次炼制总量,每吨加Ca线5.0米,加Ba-Si 粉,按LF炉当次炼制总量,每吨加Ba-Si 粉1.0Kg,增强脱氧工作;
S1.5、VD炉抽真空,极限真空压力≤67Pa,时间≥12分钟;
S1.6、浇注,浇注温度1540℃-1545℃,作好钢锭模的清洁工作,控制好浇注温度。
进一步地,所述S1冶炼步骤完成后进行低倍组织检测,按GB/T226标准检测,中心疏松及锭型偏析≤2级,不得有白点、裂纹、缩孔、气泡。
进一步地,所述S3粗加工步骤包括以下子步骤:
S3.1、按SEP1921-1984标准超声波探伤合格后,锯床上锯平端面;
S3.2、铣床上小进刀量先铣一平面,没有大面积黑皮出现为止,翻面铣。
进一步地,所述步骤S2.2中退火后硬度≤HB255。
进一步地,所述S3粗加工步骤后进行超声波探伤:按SEP1921-1984标准进行超声波探伤,合格级别E/e级,单个缺陷≤Ф3的个数不得超过2个,且分散分布。
进一步地,所述S3粗加工步骤后进行高倍组织检测:按GB/T10561标准取样检测、评定非金属夹杂物,合格级别满足A类(硫化物类)细系≤1.0,粗系≤0.5,B类(氧化铝类)细系≤1.0,粗系≤1.0,C类(硅酸盐类)细系≤0.5,粗细≤0.5,D类(球状氧化物类)细系≤1.0,粗系≤0.5。
进一步地,所述S3粗加工步骤后进行尺寸公差检测,按GB/T908标准检测尺寸公差,厚度公差+5/-10mm,宽度公差-10/+15mm。
进一步地,所述退火后按GB/T1299标准取样显微组织检测,不允许有长条链状及大块碳化物存在。
本发明的目的除了提供一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法,还提供一种根据上述方法所制备的4Cr13V塑料模具钢。
本发明具有以下优点:本发明通过新型工艺控制,提高始锻终锻温度,在VC未析出前,完成锻造工序;锻后及时退火,将“少量析出的VC”形成均匀分布的、细小颗粒状分布;提高了产品探伤合格率。
具体实施方式
本发明通过新型工艺控制,提高始锻终锻温度,在VC未析出前,完成锻造工序;锻后及时退火,将“少量析出的VC”形成均匀分布的、细小颗粒状分布;提高了产品探伤合格率,具体实施方式如下所述。
一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法,所述塑料模具钢组成成分按质量百分比为C含量0.36-0.42,Si含量0.50-1.00,Mn含量0.40-0.60,S含量≤0.010,P含量≤0.025,Cr含量13.0-13.8,Ni含量≤0.30,V含量≤0.30,余量为Fe,包括S1冶炼、S2锻造及退火和S3粗加工步骤,所述S2锻造步骤包括以下子步骤:
S2.1、钢锭煤气加热炉分两段加热,第一段为≤650℃,保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温0.6-0.8分;第二段为1170±20℃,保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温0.6-0.8分,保温结束后第一序为压钳口;然后回炉加热至1170±20℃,保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温0.6-0.8分,然后进行第二序:镦粗,拔长到需要尺寸;
S2.2、锻造,锻造比≥5,始锻温度1170±20℃,终锻温度≥950℃,锻后空冷温度≥900℃,锻后立即装入炉温在940℃-960℃炉中退火,保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温3分。
所述S1冶炼步骤包括如下子步骤:
S1.1、按该塑料模具钢组成成分配料并且增强铁合金烘烤;
S1.2、电炉垫石灰500Kg,测温≥1620℃,吹氧脱碳,控制最终碳含量0.28%±0.2%;
S1.3、预还原,加石灰500Kg,用硅铁脱氧,加纯铁降温,成渣后加Fe-Si粉80 Kg,吹氩气搅拌≥10分钟,出钢前Si含量调整到0.85%,滗渣;
S1.4、LF炉加石灰500Kg,帽渣150 Kg,帽渣出现白色后加Al线,按LF炉当次炼制总量,每吨加Al线6.0米,成分控制C为0.38%,Si为0.35%,Mn为0.50% ,Cr为13.00%,加Ca线,按LF炉当次炼制总量,每吨加Ca线5.0米,加Ba-Si 粉,按LF炉当次炼制总量,每吨加Ba-Si 粉1.0Kg,增强脱氧工作;
S1.5、VD炉抽真空,极限真空压力≤67Pa,时间≥12分钟;
S1.6、浇注,浇注温度1540℃-1545℃,作好钢锭模的清洁工作,控制好浇注温度。
所述S1冶炼步骤完成后进行低倍组织检测,按GB/T226标准检测,中心疏松及锭型偏析≤2级,不得有白点、裂纹、缩孔、气泡。
所述S3粗加工步骤包括以下子步骤:
S3.1、按SEP1921-1984标准超声波探伤合格后,锯床上锯平端面;
S3.2、铣床上小进刀量先铣一平面,没有大面积黑皮出现为止,翻面铣。
所述步骤S2.2中退火后硬度≤HB255。
所述S3粗加工步骤后进行超声波探伤:按SEP1921-1984标准进行超声波探伤,合格级别E/e级,单个缺陷≤Ф3的个数不得超过2个,且分散分布。
所述S3粗加工步骤后进行高倍组织检测:按GB/T10561标准取样检测、评定非金属夹杂物,合格级别满足A类(硫化物类)细系≤1.0,粗系≤0.5,B类(氧化铝类)细系≤1.0,粗系≤1.0,C类(硅酸盐类)细系≤0.5,粗细≤0.5,D类(球状氧化物类)细系≤1.0,粗系≤0.5。
所述S3粗加工步骤后进行尺寸公差检测,按GB/T908标准检测尺寸公差,厚度公差+5/-10mm,宽度公差-10/+15mm。
所述锻造及退火步骤中所用锻造设备可优选4500吨快锻水压机,此步骤后按GB/T1299标准取样显微组织检测,不允许有长条链状及大块碳化物存在。
Claims (10)
1.一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法,所述塑料模具钢组成成分按质量百分比为C含量0.36-0.42,Si含量0.50-1.00,Mn含量0.40-0.60,S含量≤0.010,P含量≤0.025,Cr含量13.0-13.8,Ni含量≤0.30,V含量≤0.30,余量为Fe,其特征在于:包括S1冶炼、S2锻造及退火和S3粗加工步骤,所述S2锻造及退火步骤包括以下子步骤:
S2.1、钢锭煤气加热炉分两段加热,第一段为≤650℃,保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温0.6-0.8分;第二段为1170±20℃,保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温0.6-0.8分,保温结束后第一序为压钳口;然后回炉加热至1170±20℃,保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温0.6-0.8分,然后进行第二序:镦粗,拔长到需要尺寸;
S2.2、锻造,锻造比≥5,始锻温度1170±20℃,终锻温度≥950℃,锻后立即装入炉温在950±10℃炉中退火,保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温3分。
2.根据权利要求1所述的一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法,其特征在于:所述S1冶炼步骤包括如下子步骤:
S1.1、按该塑料模具钢组成成分配料并且增强铁合金烘烤;
S1.2、电炉垫石灰500Kg,测温≥1620℃,吹氧脱碳,控制最终碳含量0.28%±0.2%;
S1.3、预还原,加石灰500Kg,用硅铁脱氧,加纯铁降温,成渣后加Fe-Si粉80 Kg,吹氩气搅拌≥10分钟,出钢前Si含量调整到0.85%,滗渣;
S1.4、LF炉加石灰500Kg,帽渣150 Kg,帽渣出现白色后加Al线,按LF炉当次炼制总量,每吨加Al线6.0米,成分控制C为0.38%,Si为0.35%,Mn为0.50% ,Cr为13.00%,加Ca线,按LF炉当次炼制总量,每吨加Ca线5.0米,加Ba-Si 粉,按LF炉当次炼制总量,每吨加Ba-Si 粉1.0Kg,增强脱氧工作;
S1.5、VD炉抽真空,极限真空压力≤67Pa,时间≥12分钟;
S1.6、浇注,浇注温度1540℃-1545℃,作好钢锭模的清洁工作,控制好浇注温度。
3.根据权利要求1所述的一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法,其特征在于:所述S1冶炼步骤完成后进行低倍组织检测,按GB/T226标准检测,中心疏松及锭型偏析≤2级,不得有白点、裂纹、缩孔、气泡。
4.根据权利要求1所述的一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法,其特征在于:所述S3粗加工步骤包括以下子步骤:
S3.1、按SEP1921-1984标准超声波探伤合格后,锯床上锯平端面;
S3.2、铣床上小进刀量先铣一平面,没有大面积黑皮出现为止,翻面铣。
5.根据权利要求1所述的一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法,其特征在于:所述步骤S2.2中退火后硬度≤HB255。
6.根据权利要求1所述的一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法,其特征在于:所述S3粗加工步骤后进行超声波探伤:按SEP1921-1984标准进行超声波探伤,合格级别E/e级,单个缺陷≤Ф3的个数不得超过2个,且分散分布。
7.根据权利要求1所述的一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法,其特征在于:所述S3粗加工步骤后进行高倍组织检测:按GB/T10561标准取样检测、评定非金属夹杂物,合格级别满足A类(硫化物类)细系≤1.0,粗系≤0.5,B类(氧化铝类)细系≤1.0,粗系≤1.0,C类(硅酸盐类)细系≤0.5,粗细≤0.5,D类(球状氧化物类)细系≤1.0,粗系≤0.5。
8.根据权利要求1所述的一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法,其特征在于:所述S3粗加工步骤后进行尺寸公差检测,按GB/T908标准检测尺寸公差,厚度公差+5/-10mm,宽度公差-10/+15mm。
9.根据权利要求1所述的一种4Cr13V塑料模具钢的制备方法,其特征在于:所述锻造及退火步骤后按GB/T1299标准取样显微组织检测,不允许有长条链状及大块碳化物存在。
10.一种4Cr13V塑料模具钢,其特征在于:其是根据权利要求1-9任意一项所制备的。
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