[发明专利]含氮塑料模具扁钢锭及其工艺方法

说明书

本发明公开了一种含氮塑料模具扁钢锭及其工艺方法，属于冶金生产制造工艺技术领域。提供一种强度高、韧性和耐蚀性强的含氮塑料模具扁钢锭，本发明还提供了一种生产所述含氮塑料模具扁钢锭的艺方法。为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种含氮塑料模具扁钢锭，所述的含氮塑料模具扁钢锭为包含有以下重量份组分的冶金轧制钢锭，C 0.25～0.45％、Si 0.30～0.80％、Mn 0.30～0.70％、Cr 10.0～18.0％、Ni 0.08～0.20％、Mo 0.10～0.50％、V 0.05～0.20％、N 0.06～0.30％，其余为Fe和其他杂质元素。所述的工艺方法包括钢水冶炼、粗坯连铸和成品扁钢锭轧制几个步骤。

技术领域

本发明涉及一种扁钢锭，尤其是涉及一种含氮塑料模具扁钢锭，属于冶金生产制造工艺技术领域。本发明还涉及一种生产所述含氮塑料模具扁钢锭的工艺方法。

背景技术

随着塑料模具行业的迅速发展，不仅要求塑料模具钢具有高的强度和韧性，还要求具有更高的耐蚀性能，尤其是在生产以聚氯乙烯、氟塑料、阻燃性ABS为原料的塑料制品时，塑料在熔融状态下分解出的氯化氢、氟化氢和二氧化硫等，对模具型腔具有很强的腐蚀作用。

以往，在冶炼钢中常常将氮和钢的脆性联系在一起。但氮也是一种廉价的合金化元素，它的有益作用逐渐被发掘和运用。在高氮钢中，氮与钢中的其他元素交互作用时能赋予钢许多优异的性能，如强度、韧性好，蠕变抗力大、耐腐烛性好及显著减少金属间相σ在高温下析出的机会。氮最初作为奥 氏体元素代替镍而用于奥氏体中节省元素镍而改善材料性能。氮和钢中铁、铅等合金元素有很强的亲和力，与之化合形成非常稳定的氮化物，在晶界内弥散分布起沉淀强化作用。阻抑钢在高温下蠕变变形，提高蠕变和持久强度。氮是含钒微合金钢中十分有效的合金元素。增氮可以促进钢中钒的析出，增强钒的沉淀强化作用，明显提高钢的强度。

随着钢材强化技术的不断发展，为实现优质低耗及降低生产成本，在钢材强化元素的选择及使用上，将不再单纯只追求普通的C、Si、Mn、Cr、Mo等，而是更多地考虑更低成本的元素，氮元素就是这样一种很有效的钢筋钢强化元素，在模具钢中，研究表明模具钢中0.01％的氮能够分别增加130MPa左右的抗拉强度和屈服强度值，对钢材抗拉强度和屈服强度的贡献相当于0.01％的钒。钢水增氮能够获得非常显著的技术经济指标以及综合经济效益。

但目前，在钢的冶炼中均没有如何将氮添加到塑料模具扁钢锭中与原有合金元素进行有效合金化的相关资料和技术手段的报道，为此，如何生产获得强度高、韧性和耐蚀性强的模具扁钢锭便成为了本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种强度高、韧性和耐蚀性强的含氮塑料模具扁钢锭，本发明还提供了一种生产所述含氮塑料模具扁钢锭的艺方法。

为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种含氮塑料模具扁钢锭，所述的含氮塑料模具扁钢锭为包含有以下重量份组分的冶金轧制钢锭，

C 0.25～0.45％、Si 0.30～0.80％、Mn 0.30～0.70％、Cr 10.0～18.0％、Ni0.08～0.20％、Mo 0.10～0.50％、V 0.05～0.20％、N 0.06～0.30％，其余为Fe和其他杂质元素。

进一步的是，所述的其他杂质元素包括质量百分数≤0.02％的Al、质量百分数≤0.020％的P、质量百分数≤0.008％的S、质量百分数≤0.003％的O、质量百分数≤0.0002％的H。

一种生产所述含氮塑料模具扁钢锭的工艺方法，所述的工艺方法包括钢水冶炼、粗坯连铸和成品扁钢锭轧制几个步骤，其中，

在钢水冶炼时，通过向合金钢水中添加富氮的锰基材料来获得氮含量不低于0.06％的高氮高锰钢水，

在粗坯连铸过程中，钢液的浇注温度控制在1460℃～1470℃之间，