[发明专利]一种耐高温和高韧性的新型热作模具钢及其生产工艺

权利要求书

1.一种耐高温和高韧性的新型热作模具钢，其特征在于，所述的热作模具钢由如下重量百分比的成分组成：C:0.30～0.40％；Si：0.17～0.27％；Mn：0.40～0.65％；Cr：4.90～5.20％；Mo:2.85～3.25％；V：0.50～0.65％；Ni：0.20～0.40％；P＜0.01％；S＜0.001％；Cu≤0.10％；[H]≤1.5ppm；[O]≤18ppm；[N]≤75ppm；Fe余量。

2.一种如权利要求书1所述的耐高温和高韧性的热作模具钢的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1电炉冶炼、精炼、真空脱气、二次真空脱气：将重量百分比为C:0.30～0.40％；Si：0.17～0.27％；Mn：0.40～0.65％；Cr：4.90～5.20％；Mo:2.85～3.25％；V：0.50～0.65％；Ni：0.20～0.40％；P＜0.01％；S＜0.001％；Cu≤0.10％；[H]≤1.5ppm；[O]≤18ppm；[N]≤75ppm；Fe余量的钢料放入电炉中冶炼成钢水，再将制成的钢水放入精炼炉中精炼，最后在VD钢包精炼炉内对钢水进行真空脱气与二次真空脱气处理；

S2浇注Φ520mm(平均直径)自耗电极：将S1步骤中进行二次真空脱气处理后的钢水浇注到模具内，冷却成型后得到平均直径为520mm的自耗电极电极坯，浇注过程中采用氩气保护浇注并使用封闭式氩气保护罩；

S3退火：自耗电极电极坯再结晶退火；

S4锯切冒口：切割掉S3步骤中自耗电极电极坯的冒口和浇道制得自耗电极；

S5电极焊接：将S4步骤中的自耗电极抛光至见金属色，然后将假电极与自耗电极焊接；

S6电渣重熔Φ710mm(平均直径)锭：对自耗电极进行电渣重熔，得到钢锭；

S7高温锻造均质化：对S6步骤中的钢锭进行高温锻造加工，形成一均质化锻件；

S8锻后退火：对S7步骤中的锻件进行退火处理；

S9判切：对S8步骤中的锻件切割取样，用于检验；

S10超细化处理：对S8步骤中的锻件进行超细化处理；

S11精整、探伤、检验：对锻件进行表面精整加工后进行喷丸处理，通过UT检测锻件内部缺陷，最后对锻件进行理化检验和尺寸检验；

S12入库：检验合格后入库并登记。

3.根据权利要求2所述的一种耐高温和高韧性的新型热作模具钢的生产工艺，其特征在于，所述S1的电炉冶炼步骤中：

S101在钢料的熔化期氧气压力控制在0.45～0.54MPa，保持温度≥1560℃，并配[Mo]至下限；

S102氧化期氧气压力控制在0.55～0.75Mpa，吹氧氧化脱碳去磷；

S103氧化期末加95kg Si-Mn合金或C-Mn合金，钢水净沸腾时间≥5.3min；

S104当满足温度大于1650℃，磷含量≤0.001％的条件时，进行拉渣；

S105加稀薄渣料305kg CaO和85kg CaF₂推渣化匀；

S106开出电炉炉体加FeCr；

S107吹氧化铬，要求氧压≥0.9MPa；

S108预还原：飘入Fe-Si粉4-6kg/t钢，至渣转色变稀；

S109插入Al 0.55kg/t，补加稀薄渣料510kg CaO和103kg CaF₂，推渣均匀加C-Si粉和C-Al粉各3.2-5.2kg/t还原造白渣；

S110调整[C]、[Mn]、[Cr]、[Mo]、[Ni]的含量；

S111当满足温度≥1620℃，渣况转白，合金加入时间≥9分钟，钢包中加Al 1.2kg/t后出钢。

4.根据权利要求2所述的一种耐高温和高韧性的新型热作模具钢的生产工艺，其特征在于，所述S1的精炼步骤中：

S112加热精炼炉，并加渣料490kg的CaO、70kg的CaF₂和C-Si粉还原调整渣系，总体渣量按出钢量的5％控制；

S113当温度满足≥1570℃且渣白时，加入[V]调整成份，取样分析；

S114当温度满足≥1650℃，白渣时间≥30min时，加入火砖块2.4～2.9kg/t调整好炉渣流动性，喂AL线。