[发明专利]一种冷作模具钢Cr8及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷作模具钢Cr8及其生产方法。属于钢铁材料技术领域。

背景技术

目前，传统高碳高铬冷作模具钢常用牌号为Cr12和Cr12MoV，Cr12的化学成分(质量分数)如下：C：2.00～2.30％、Si≤0.40％、Mn≤0.40％、P≤0.030％、S≤0.030％、Cr：11.5～13.00％，余量为铁，其特点是由于高碳、高铬含量而具有高的硬度、强度和耐磨性，适宜制造高耐磨、微变形、高负荷服役条件下的冷作模具，但亦存在不足之处，Cr12钢碳含量超过2％，共晶碳化物不均匀性严重，使模具冲击韧性较差，易脆裂。Cr12MoV钢为避免韧性差的缺点，降低了碳含量同时加入钼和钒，减少且细化了共晶碳化物，从而改善了韧性，但由于碳含量降低，使其耐磨性降低，而且成本相对增加。

现有的Cr12系列冷作模具钢的生产方法是：电炉冶炼→精炼→铸锭→钢锭退火处理(有的需要：开坯→电渣重熔→钢锭→退火处理)→转锻造厂→加热→锻造→锻后热处理，这种方法虽然目前应用广泛，但是其存成本高、工艺繁杂的缺点。由于这类钢属于高碳高铬合金钢，要进行工艺改革难度较大，因此目前尚没有钢厂能够通过连铸连轧工艺生产成功。

发明内容

本发明的第一个目的，是为了克服现有的Cr12存在钢碳含量超过2％，共晶碳化物不均匀性严重，冲击韧性较差，易脆裂的缺点，提供一种具有高硬度、高耐磨性、高淬透性和较好韧性的冷作模具钢Cr8，能够避免由于韧性差导致脆裂的情况发生，同时具有价格低廉的特点。

本发明的第二个目的，是为了提供一种冷作模具钢Cr8的生产方法，该生产方法具有工艺更简单、耗费时间少的特点。

本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种冷作模具钢Cr8，其特点在于化学成分按照重量百分比配比如下：

C：1.10～1.20％，Mn：0.30～0.60％，Si≤0.40％，P≤0.030％，S≤0.030％，Cr：7.00～8.00％，Cu≤0.25％，余量为铁。

本发明的第一个目的还可以通过采取如下技术方案达到：

本发明的一种实施方案是：所述化学成分按照重量百分比配比优选如下：C：1.10～1.20％，Mn：0.30～0.60％，Si：0.01～0.40％，P：0.001～0.03％，S：0.001～0.03％，Cr：7.00～8.00％，Cu：0.01～0.25％，余量为铁。

本发明的一种实施方案是：所述化学成分按照重量百分比配比优选如下：C：1.15％，Mn：0.40％，Si：0.40％，P：0.030％，S：0.030％，Cr：7.5％，Cu：0.25％，余量为铁。

本发明的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种冷作模具钢Cr8的生产方法，其特点在于按以下步骤进行：

1)初步熔炼，采用中频炉中进行初步熔炼：

首先，控制中频炉的出钢量为30-32T/炉，每炉配料结构为：Cr-Fe合金料4吨，废钢料27吨，高Mn合金料0.18吨；

其次，先在中频炉内加入部分废钢料，然后把调节碳含量的废电极块加入炉内，再添加废钢料直到把所述废电极块压住，通电熔炼直至废钢料开始融化；当炉内废钢化成钢水的部分小于或等于1/2时，取样分析，根据分析结果将炉内钢水中的C的重量百分含量调整为1.10～1.20％；当炉内废钢化成钢水的部分大于1/2时，取样分析，根据分析结果将炉内钢水中的Cr的重量百分比含量调整为7.00～8.00％；

2)出钢，当C和Cr的重量百分比含量达到工艺要求，即达到C的重量百分比含量调整为1.10～1.20％、Cr的重量百分比含量为7.00～8.00％时，将中频炉中的初步熔炼钢水转入钢包，从中频炉中转出的钢水的温度T＝1550～1580℃；

3)精炼、连铸，在精炼炉中进行精炼，然后上连铸机，方法如下：

首先，将第2)步形成的钢包放入精炼炉坑内，依次进行吹Ar(吹Ar是专业术语，一般吹Ar是通过底部的吹Ar装置进入钢包内的过程)、搅拌、加热后，再将脱氧造渣材料依次加入炉内进行脱氧造渣，即依次加入石灰、脱氧剂、硅铁和碳化硅，依次加入脱氧造渣材料的时间间隔为5-8分钟，保持还原气氛(还原气氛是专业术语，转炉中精炼时造渣的情况)，渣面脱氧；根据渣子的碱度加入萤石，以调整渣子的流动性；渣子的碱度是渣子的一种性质，合适的碱性能降低钢中氧的含量和提高脱硫率；