[发明专利]一种电渣重熔铬钼系热作模具钢的方法

说明书

一种电渣重熔铬钼系热作模具钢的方法，电渣自耗电极在氩气保护条件下进行电渣重熔，根据钢中Si含量和预熔渣中Al2O3含量确定预熔渣中SiO2含量，具体关系如下：[SiO2]%=[(a+0.66)×(0.78×b^1/3+1)]%，上式中0.7≤a≤1.3，[Si]%=a%，[Al2O3]%=b%，其中[SiO2]%为预熔渣中SiO2的质量百分含量，[Si]%为自耗电极中Si的质量百分含量，[Al2O3]%为预熔渣中Al2O3的质量百分含量。本发明显著降低了电渣锭Si元素的烧损，收得率稳定在95％以上。

技术领域

本发明属于黑色冶金技术领域，具体属于电渣重熔技术领域。

背景技术

铬钼系热作模具钢具有优秀的综合力学性能，良好的抗热疲劳性能、热稳定性、抗氧化和耐液态金属冲蚀性能，以及良好的淬透性，广泛地用于铝合金压铸模具、精密锻造模具、热锻压冲头、热挤压模具、热剪切模具、热轧辊以及各种在冲击和急冷条件下工作的热作模具。

目前铬钼系热作模具钢冶炼主要采用电弧炉冶炼、LF真空精炼精炼、模铸、电渣重熔或相关冶炼工艺路线生产，但是为了获得高纯净、致密度高、组织均匀、锻造性较好的优异铸锭，锻造前冶炼工序往往选择电渣重熔。

电渣重熔铬钼系热作模具钢后，电渣锭内部气孔较多，尤其是电渣锭底部，严重时为蜂窝状，主要原因是自耗电极中的碳与氧发生碳氧反应，生成的气体由于金属熔池较深，不能及时扩散至凝固前延，从而在铸锭中形成气孔，这就要求此类钢种电渣过程需控制较低的熔化速度，降低熔池深度，这不仅可以有效避免电渣锭内部气孔的产生，还能有效保证凝固组织的均匀性，减轻铸锭偏析，但是低熔速控制易导致电渣锭表面质量差，产品成才率低，这就需要对电渣熔速工艺参数进行准确控制。且此类钢种电渣重熔过程往往伴随着Si元素的严重烧损，损失量高达20％以上，严重时直接导致电渣锭产品报废，如何精准控制钢中Si元素含量也成为此类钢种电渣冶金的关键。

为了提高铬钼系热作模具钢剩磁和矫顽力等物理化学性能，新型铬钼系热作模具钢研制过程中，Mo含量由常规1.1％～1.75％提高至2.5％以上，此类铬钼系热作模具钢电渣冶炼完后，铸锭在水冷结晶器内冷却时间过长，锭身极易产生裂纹，这就要求电渣锭在保证一定温度条件下进行热脱模，然后进行去应力退火，从而避免锭身裂纹产生。

发明内容

本发明解决的技术问题是，提供一种电渣重熔铬钼系热作模具钢的方法，生产得到的铬钼系热作模具钢电渣锭成分精确控制、内部无气孔。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种电渣重熔铬钼系热作模具钢的方法，电渣自耗电极在氩气保护条件下进行电渣重熔，根据钢中Si含量和预熔渣中Al2O3含量确定预熔渣中SiO2含量，具体关系如下：[SiO2]％＝[(a+0.66)×(0.78×b^1/3+1)]％，上式中0.7≤a≤1.3，[Si]％＝a％，[Al2O3]％＝b％，其中[SiO2]％为预熔渣中SiO2的质量百分含量，[Si]％为自耗电极中Si的质量百分含量，[Al2O3]％为预熔渣中Al2O3的质量百分含量。

在预熔渣中SiO2含量低于按照本发明公式[SiO2]％＝[(a+0.66)×(0.78×b^1/3+1)]％计算得到的SiO2含量时，在重熔过程配入部分SiO2，使得渣中SiO2的总量为按照上述公式计算得到的量，这与本发明属于同一构思，属于本发明的一种实施方式。

进一步的，所述预熔渣，除SiO2外，其余组分及其质量百分含量为：CaF2 55％～58％、CaO 18％～21％、Al2O3 15％～18％、MgO 3％～5％。

进一步的，电渣冶炼结束后，电渣锭600℃以上条件下进行热脱模，脱模后电渣锭放入加热炉去应力退火，650℃～750℃保温2h～3h，然后随炉缓冷至400℃以下。

进一步的，所述预熔渣在500℃～600℃烘烤至少6h后使用。