[发明专利]一种含稀土超高纯净度的超高锰钢冶炼方法

说明书

本发明涉及一种含稀土超高纯净度的超高锰钢冶炼方法，超高锰钢的化学成分按重量百分比计为C：1.0％～1.9％，Mn:26％～28％，Si:0.6％～1.0％，Cr:3.0％～4.0％，Mo：0.4％～0.6％，O≤0.0006％，S≤0.0035％，P≤0.025％，RE：0.03％～0.09％。本发明采用真空感应炉冶炼超高锰钢，在冶炼过程中加入稀土合金,并控制钢中的O、S及P含量，有效提高超高锰钢的纯净度。

技术领域

本发明涉及高性能新材料和冶金技术领域，尤其涉及一种含稀土超高纯净度的超高锰钢冶炼方法。

背景技术

高锰钢作为耐磨材料被广泛应用于冶金、矿山、煤炭等机械设备中，对于高锰钢生产技术的研究也基本成熟。但随着现代工业的发展，传统的高锰钢已经无法满足日益严苛的工业需求，相比之下，超高锰钢的初始硬度相对较高，且铸件不会出现早期断裂问题，因此超高锰钢的使用寿命长、性价比高。

超高锰钢钢液的纯净度是决定其铸锭质量的主要因素，钢中的杂质元素及其危害如下：

(1)O的危害：钢中O会使钢在凝固过程中析出大量氧化物，氧化物会富集于奥氏体晶界，成为钢在使用或加工过程中的开裂点，从而降低钢的塑性、冲击韧性等加工性能。O含量增加还会使降低材料的耐腐蚀性能，高温条件下O还会导致钢的热脆现象。

(2)S的危害：S会使钢的热加工性能变差，造成“热脆”现象，尤其当O含量较高时，S和O的协同作用会加剧热脆的发生。S作为铸锭中偏析最为严重的元素，会增加连铸坯的内裂纹倾向。

(3)P的危害：钢中的P含量过高会使钢发生“冷脆”，降低塑韧性以及抗热裂纹性能等。

公开号为CN 105648353 A的中国专利申请公开了“一种耐磨耐冲击高锰钢及其制备方法”，其在高锰钢原有成分基础上添加了W，Cu，RE等合金元素，采用高温电熔炉进行熔炼，并添加了精炼剂。该方法添加合金元素过多，并且所加入的精炼剂含KCl、Na₂CO₃等15种组分，精炼剂可能会卷入钢液，不可避免的影响钢液质量。公告号为CN 105779889 B的中国发明专利公开了“一种含钨钛高锰钢及其制备方法”，其选用W，Ti等昂贵合金化元素，且脱P效果欠佳，同时并未明确记载冶炼过程的具体步骤。

因此，提高超高锰钢冶炼水平，进一步提升冶金质量是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种含稀土超高纯净度的超高锰钢冶炼方法，采用真空感应炉冶炼超高锰钢，在冶炼过程中加入稀土合金,并控制钢中的O、S及P含量，有效提高超高锰钢的纯净度。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种含稀土超高纯净度的超高锰钢冶炼方法，超高锰钢的化学成分按重量百分比计为C：1.0％～1.9％，Mn:26％～28％，Si:0.6％～1.0％，Cr:3.0％～4.0％，Mo：0.4％～0.6％，O≤0.0006％，S≤0.0035％，P≤0.025％，RE：0.03％～0.09％；所述超高锰钢在真空感应炉中冶炼，冶炼过程如下：

1)冶炼原料包括纯铁、C、Cr、SiBa、Mn、Mo及稀土合金；冶炼时先加入纯铁、Cr、Mo、占原料C总量65％～75％的C；冶炼过程中再依次加入SiBa、剩余C、Mn、稀土合金；

2)启动真空泵，给电升温，保持真空度≤5Pa；

3)开始熔化后，真空感应炉内通入氩气；熔清后，加入SiBa合金；

4)7～10min后，加入剩余C；

5)再次启动真空泵，将真空度降至1Pa以内；

6)再次通入氩气，加入Mn；