[发明专利]一种高合金工模具钢及其制备方法

权利要求书

1.一种高合金工模具钢的制备方法，其特征在于，所述高合金工模具钢生产流程为：电炉→LF→VD→铸造电极坯料→坯料退火→电极坯料清理→电渣重熔→电渣锭热送退火→钢锭加热→锻造→锻后退火→热处理→磨光探伤→检验、检查→上交；其中热处理步骤包括二次回火处理步骤，具体为将锻后退火所得钢材料加热到淬火温度1050～1060℃保温1h，水淬、油冷至50～100℃；将冷却后的钢材料加热到520℃～530℃进行一次回火，均温后保温2h，空冷；将冷却后的钢材料加热到520℃～530℃进行二次回火，均温后保温2h，空冷。

2.根据权利要求1所述一种高合金工模具钢的制备方法，其特征在于，所述热处理步骤将钢材料加热到淬火温度的升温速度为60～80℃/h。

3.根据权利要求1或2所述一种高合金工模具钢的制备方法，其特征在于，所述热处理步骤将钢材料加热到一次回火温度和二次回火温度的升温速度均为60～80℃/h。

4.根据权利要求3所述一种高合金工模具钢的制备方法，其特征在于，所述电炉步骤中生铁量不少于30wt％，出钢时钢液温度不低于1580℃且出钢C含量不少于0.05％、P≤0.003％。

5.根据权利要求4所述一种高合金工模具钢的制备方法，其特征在于，所述LF精炼和VD真空步骤中白渣保持时间不少于30min，真空前S≤0.003％；白渣精炼完成后，在67Pa真空度下保持时间不少于20min，放散后加入钢包覆盖剂，以渣面微动不裸露钢液为准进行氩气软吹，软吹时间不少于20min。

6.根据权利要求5所述一种高合金工模具钢的制备方法，其特征在于，所述铸造电极坯料步骤中软吹后的钢液全程在压力为0.02～0.03MPa氩气保护下进行浇注，浇注时钢液温度为1505～1510℃；锭型为2.4t时，锭身的浇注时间控制为200～300s，帽口补缩时间控制为90～180s，模冷时间控制为30～60min；锭型为3.935t时，锭身的浇注时间控制不少于360s，帽口补缩时间不少于210s，模冷时间控制为150min；所述坯料退火步骤中浇注所得坯料加热至600℃均温2小时，以≤100℃/h的速度升温至820±10℃并在该温度保温10h，然后以≤50℃/h的降温速度降至300℃，空冷至室温。

7.根据权利要求6所述一种高合金工模具钢的制备方法，其特征在于，所述电渣重熔步骤中，当结晶器为Φ600/630时，四元渣制度为CaF₂ 42Kg、Al₂O₃ 63Kg、CaO 28Kg和MgO 7Kg，精炼时间为30min；当结晶器为Φ640/680时，四元渣制度为CaF₂ 51Kg、Al₂O₃77Kg、CaO 34Kg和MgO 8Kg，精炼时间为30min。

8.根据权利要求7所述一种高合金工模具钢的制备方法，其特征在于，所述钢锭加热、锻造、锻后退火步骤中，电渣锭经820℃退火后冷装快锻加热炉，高温均质化加热温度为1250℃，保温12h，降至1220℃,保温2h后由快锻机锻造开坯，然后转精锻机锻造成材，锻后转精锻15m退火炉进行退火，正火条件为1030℃保温15h；球化退火条件为870℃保温3h，740℃保温25h。

9.一种如权利要求1-8任一所述高合金工模具钢的制备方法所制备的高合金工模具钢，其特征在于，所述高合金工模具钢的化学成分按重量百分含量包括：C 0.47～0.52％、Si 0.80～1.00％、Mn 0.28～0.45％、P≤0.010％、S≤0.010％、Cr 5.25～5.60％、Ni 0.20～0.32％、Mo 1.40～1.75％、V 0.90～1.20％、Cu≤0.20％，其余为Fe及不可避免杂质。

10.根据权利要求9所述高合金工模具钢，其特征在于，其抗拉强度为1936～1948MPa，断后伸长率为10～11％，断面收缩率为41～44％，冲击吸收能量KU2为24～26J，硬度为58～59。