[发明专利]高合金工模具钢空心管坯制备方法

说明书

本发明提供了一种高合金工模具钢空心钢锭喷射成型方法和空心钢锭以及高合金工模具钢空心管坯制备方法，本发明的空心钢锭喷射成型方法包括用钢板卷成符合内径及高度要求的顶端封闭的芯筒，将芯筒固定在喷射仓室内的可旋转的收集托盘上，向旋转的收集托盘和芯筒喷射精炼后的高合金工模具钢钢水进行雾化沉积，且在喷射中使收集托盘向下连续移动，以逐渐沉积形成喷射钢锭，以及喷射钢锭空冷然后退火并出炉空冷。本发明的空心钢锭制备方法可使得空心钢锭组织均匀细小，结晶致密，化学成分及碳化物偏析极大改善，接近粉末冶金成型法产品的品质，能够实现高合金工模具钢空心钢锭的制备，且能够使制备的空心钢锭满足高合金工模具钢空心管材制备的要求。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别涉及一种高合金工模具钢空心钢锭喷射成型方法。同时，本发明也涉及一种由以上喷射成型方法所制备的高合金工模具钢空心钢锭，以及利用该制备的高合金工模具钢空心钢锭的高合金工模具钢空心管坯制备方法。

背景技术

高合金工模具钢，例如高速钢M2、M35、M2Al等，高碳铬冷作模具钢 Cr12Mo1V1、高韧高耐磨冷作模具钢HYC3等，以及H13E、H13、H12等热作模具钢，这些高合金工模具钢广泛用于制造各种切削刀具和各式各样的模具，其中包括大型空心拉刀、滚刀、空心轧辊、盾构滚刀、圆盘剪刀片等。因高合金工模具钢含有大量的W、Mo、Cr、V等合金元素，冶炼时凝固成分不均匀，偏析严重，含有大量碳化物，合格的钢锭规格尺寸受到限制，故需要特殊的冶金方法制备，而且需要大的热变形量进行破碎，以改善其分布状态使其具备工模具要求的均均组织，才能得到所要求性能的工模具钢材。

现有传统的空心工模具制造方法，一般采用实心棒料将心部掏空，或实心锻坯冲孔后再扩孔成环形件的工艺制备坯料，这些方法普遍存在费时费力，工艺路线长，成材率、合格率低，尤其是效率低下等不足。而其它一些用于较低合金钢管的常规生产方法，如穿孔技术、三辊连轧机组钢管轧制技术等，也很难应用到高合金工模钢上。

由于高合金工模具钢工艺塑性差，变形温度区间窄，变形抗力大，加工难度大，耗时成本高，且质量难以得到保证。因而虽均知道中空的高合金工模具钢采用空心管材不但会提高产品的质量，其生产效率、材料利用率也会大大提高，但基于上述的原因，高合金工模具钢的空心管材的制备一直是难题。为克服该难题，本发明人现通过创新思维，开创性的研发出由高合金工模具钢空心钢锭以制备成型空心管材，而其中制备出质量好以能够满足空心管材制备的空心钢锭则成为进行高合金工模具钢空心管材制备的基础。

现有技术中，传统的制备空心钢锭的方法多采用直接浇注或离心浇注工艺，由上述工艺制备的空心钢锭可便于后期通过连轧等手段以进行具体产品的制备。不过以上传统方法也有着制备的空心钢锭组织大小不一、均匀性较差，从而致使制得的空心钢锭性能较低。

喷射成型工艺是将钢液雾化快速冷却成型的一种短流程先进成型工艺，其可解决传统铸造工艺制备过程中出现合金元素偏析，以及粉末冶金工艺流程长而导致的成本增加等问题。目前，喷射成型工艺已在低熔点合金制备方面得到了广泛应用，在制备高熔点合金钢如高速钢领域也已开展了诸多研究工作。基于喷射成型工艺的诸多优点，因而开发出通过喷射成型工艺以制备高合金工模具钢空心钢锭，以使制备的空心钢锭满足高合金工模具钢空心管材制备的要求，显然有着很好的意义。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种高合金工模具钢空心钢锭喷射成型方法，以可进行高合金工模具钢空心钢锭的制备。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种高合金工模具钢空心钢锭喷射成型方法，该方法包括如下的步骤：

a1、用钢板卷成符合内径及高度要求的芯筒，并将所述芯筒的顶端由钢板焊接封闭，且在所述芯筒的底端焊接法兰盘；

a2、由焊接有法兰盘的一端将所述芯筒固定在喷射仓室内的可旋转的收集托盘上，并使所述芯筒的轴线与所述收集托盘的转动轴线同轴；