[发明专利]一种喷射成形工艺制备大尺寸高钒模具钢的方法

摘要

本发明是一种喷射成形工艺制备大尺寸高钒模具钢的方法，本发明方法充分利用喷射成形快速凝固工艺，使高钒模具钢具有细小晶粒组织，没有宏观偏析，再通过后续的锻造等热加工工艺制备出大尺寸高钒模具钢坯件。坯件直径可达到250~500mm，且具有高强度，塑性好，易锻轧加工等特点，该方法工艺解决了常规铸锻大尺寸高钒模具钢的宏观偏析造成的热加工困难问题，而且进一步提高了合金的综合性能并降低了成本。

主权项

一种喷射成形工艺制备大尺寸高钒模具钢的方法，其特征在于：该方法的步骤是：（1）选择的高钒模具钢母合金中钒元素的重量百分比为8～20%；（2）将母合金放入雾化沉积炉熔炼室的真空感应熔炼坩埚内，对雾化沉积炉熔炼室和沉积室抽真空，真空度＜20Pa；（3）送电加热母合金至高于其熔点80～100℃，保温20～30min，使感应熔炼坩埚内合金液的成分充分均匀，向雾化沉积炉熔炼室和沉积室内充入压力为0.1～0.2MPa的高纯氩气，氩气纯度＞99.999％wt，O2＜2ppm，充气后雾化沉积炉熔炼室和沉积室压力为0.95~0.98MPa；（4）将合金液按照15~30kg/min的速度倒入已经被加热的中间包系统，中间包系统预热温度＞1200℃，当合金液流出导流管下端后1~2s后，开启氮气双喷嘴的阀门，用一路喷嘴喷出的高纯氮气对合金液进行稳流，喷嘴喷出的高纯氮气的压力为0.3～0.7MPa，同时用另一路喷嘴喷出的高纯氮气对合金液进行扫描雾化，喷嘴喷出的高纯氮气的压力为1.0～1.5MPa，氮气纯度＞99.999％wt，O2＜2ppm，把合金液雾化成熔滴，熔滴飞行并在沉积器上形成柱状沉积坯，沉积器的直径为250~500mm；（5）雾化沉积过程中，保持沉积坯的最顶端沉积部位与扫描雾化的喷嘴中心点之间距离保持不变；（6）雾化沉积结束后，迅速降低沉积器，同时启动雾化沉积炉的真空系统，对雾化沉积炉熔炼室和沉积室抽真空，真空度＜20Pa，沉积坯温度低于700℃后，停止抽真空，随炉冷却；（7）沉积坯从沉积室取出后，立即进行去应力退火，退火热处理制度为：随炉升温至630~660℃，保温2h，随炉冷却；（8）对沉积坯进行锻造，得到直径大于150mm的大尺寸高钒模具钢母材。