[发明专利]一种厚大断面高均质塑料模具钢制备方法

说明书

本发明涉及塑料模具钢制备领域，具体为一种厚大断面高均质塑料模具钢制备方法。利用成分均匀的坯料，采用超细化组织锻造及关键冷速控制热处理方法，实现厚大断面高均质塑料模具钢的制备。原始坯料采用高纯净低偏析的制备方法，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。本发明方法涉及的钢种主要为DIN1.2738系列等，将为厚大断面塑料模具用钢提供原材料。

技术领域

本发明涉及塑料模具钢制备领域，具体为一种厚大断面高均质塑料模具钢制备方法。

背景技术

塑料模具钢广泛应用在汽车、电视、冰箱、光学仪器等塑料制品制造中，随着汽车行业的快速发展，汽车用的塑料模具越来越大，而质量要求越来越高。当前，塑料模具钢常用主要生产坯料的方式有：①电炉-精炼-VD-模铸钢锭，然后再锻造制造模块；②电炉-精炼-VD-模铸电极坯-电渣重熔-电渣锭，然后再锻造制造模块，由于大型钢锭在冒口端存在严重正偏析，用上面两种方式制造模块，都存在成分偏析及利用率低问题。因此，成本高、硬度不均匀一致是大型模具钢制造过程中的一个难题，急需解决，替代进口。

发明内容

本发明的目的在于提供一种厚大断面高均质塑料模具钢制备方法，解决现有技术大型模具钢制造过程中存在硬度不均匀一致等问题，实现替代进口。

本发明的技术方案是：

一种厚大断面高均质塑料模具钢制备方法，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。

所述的厚大断面高均质塑料模具钢制备方法，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，硬度均匀性控制在34～37HRC范围内。

所述的厚大断面高均质塑料模具钢制备方法，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。

所述的厚大断面高均质塑料模具钢制备方法，电炉/转炉的钢水出钢碳控制在0.10～0.30wt％。电炉/转炉的钢水出钢碳最优控制在0.15～0.25wt％。

所述的厚大断面高均质塑料模具钢制备方法，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。

所述的厚大断面高均质塑料模具钢制备方法，RH/VD后溶解氧控制在10ppm以下，铸坯氧含量控制在3～10ppm。RH/VD后溶解氧最优控制在3.5ppm以下，铸坯氧含量较稳定控制在6～8ppm。

所述的厚大断面高均质塑料模具钢制备方法，低偏析控制方面，中间包采用30℃以下浇注，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。

所述的厚大断面高均质塑料模具钢制备方法，中间包采用的浇注温度控制钢水过热度在15～30℃范围，连铸工位板坯的宽/厚比控制在3～10。中间包采用的浇注温度最优控制钢水过热度在20～25℃范围，连铸工位板坯的宽/厚比最优控制在5.5～7。