[发明专利]一种厚大断面高均质塑料模具钢制备方法

权利要求书

1.一种厚大断面高均质塑料模具钢制备方法，其特征在于，原始坯料采用高纯净低偏析制备方法，获得厚度200~500mm铸坯，断面碳含量控制在0.05wt%以内；然后采用高纯净低偏析电渣重熔技术，控制电渣方锭断面碳含量在0.05wt%以内；采用超细化组织锻造及热处理方法、模块防裂及组织控制方法实现组织均匀、硬度均匀的大型均质塑料模块；

高纯净采用的冶炼工艺是电炉/转炉——LF精炼炉——RH/VD——连铸，其中：电炉/转炉的钢水出钢碳大于0.1wt%，精炼过程中采用高氧化铝渣系，氧化铝控制在20~35wt%，CaO/Al₂O₃质量比控制在1.8~2.5%，RH/VD处理时间大于25min；RH/VD后溶解氧控制在5ppm以下，铸坯氧含量控制在12ppm以下；

低偏析控制方面，中间包采用的浇注温度控制钢水过热度在20~25℃范围，连铸工位板坯的宽/厚比控制在5.5~7，连铸拉坯过程中采用轻压下技术，末端轻压点采用数值模拟技术准确控制；

高纯净低偏析电渣重熔技术，采用MgO、CaO、Al₂O₃、CaF₂多组元渣系，过程还分批添加CaSi-Al-CaC复合脱氧剂，并实现气密保护，微正压控制；电渣结晶器横截面的宽/厚比控制在1.8~2.5，保证具有凝固浅熔池，控制电渣方锭断面碳含量在0.05wt%以内；

采用超细化组织锻造及热处理方法、模块防裂及组织控制方法实现组织均匀、硬度均匀的大型均质塑料模块；其中，锻造采用三向交叉大变形处理，保证铸态组织充分锻碎，并在最后一火采用1200℃以下锻造温度，通过采用正火及淬火处理，达到组织超细化控制，晶粒度达到7级以上；为了保证模块组织、硬度均匀，采用800℃以下低温快速淬火工艺，应用计算机数值模拟技术，根据材料CCT曲线中合理组织冷却曲线需要，在淬火操作过程中，采用水控交替方式将组织控制在马氏体与贝氏体两相组织，保证组织在整个断面均匀，硬度均匀性控制在4HRC范围以内，并控制应力避免材料开裂。

2.根据权利要求1所述的厚大断面高均质塑料模具钢制备方法，其特征在于，该方法适合厚大断面DIN1.2738系列大型均质塑料模块的制备，模块吨位在15吨以上，硬度均匀性控制在4HRC范围内，满足厚度断面≥400mm塑料模具钢高均匀性要求，硬度值控制在34~37HRC范围内。

3.根据权利要求1所述的厚大断面高均质塑料模具钢制备方法，其特征在于，电炉/转炉的钢水出钢碳控制在0.10~0.30wt%。

4.根据权利要求1所述的厚大断面高均质塑料模具钢制备方法，其特征在于，电炉/转炉熔炼后的浇注环节大包与中间包连接采用全密闭多层保护，中间包采用氧化镁含量大于70wt%的打结料，中间包的包盖与中间包通过耐火材料密封，填料口采用氩气密封，保证防二次氧化。

5.根据权利要求1所述的厚大断面高均质塑料模具钢制备方法，其特征在于，RH/VD后溶解氧控制在10ppm以下，铸坯氧含量控制在3~10ppm。