[发明专利]一种高韧性、高抛光性、耐腐蚀的塑胶模具钢及其制备方法

权利要求书

1.一种高韧性、高抛光性、耐腐蚀的塑胶模具钢的制备方法，其特征在于，主要步骤如下：

S1、电炉冶炼：

根据冶炼钢种的化学组分含量预先进行废钢和合金料的配料准备，在电炉中进行废钢的冶炼，钢水温度≥1630℃，进行氧化扒渣，扒渣后加入合金料并使其完全熔化，而后加入石灰和萤石，形成碱性炉渣，对电炉中熔化的钢水进行脱磷脱硫处理；当钢水温度≥1620℃，加铝丝进行脱氧，而后出钢；

其中，所述冶炼钢种的化学组分含量质量百分比，C 0.23～0.28％、Mn 0.40～0.70％、Si0.25～0.40％、S≤0.001％、P≤0.010％、Cr 13.0～14.0％、Mo+V+Ni 1.00～1.50％、Cu≤0.08％，其余为Fe，且残余气体含量为，H≤1.5ppm、O≤13ppm、N≤140ppm；

S2、钢包精炼炉精炼：

电炉冶炼后钢水转入钢包，吊运到精炼炉座上，并加渣料CaO、CaF₂和C-Si粉还原造好一次白渣，根据所述精炼炉座内钢水的实际成分与目标成分的偏差添加相应的合金料，完成成分微调、脱硫、脱氧作业；操作结束后去除白渣，然后重新加热至钢水温度≥1620℃，添加CaO、CaF₂、C-Si粉和红砖头进行二次造白渣；

S3、真空精炼炉精炼：

真空精炼炉逐级进泵，最终真空度≥67Pa，两次维持真空时间15分钟以上，残余气体氮目标值≤140ppm；脱气结束后，取样分析，成分合格后吹入氩气至吊包；

S4、浇铸电极坯：

预热锭模为40～60℃，然后对锭模充入氩气，每个锭模充氩气时间为3～5min，然后撤出氩气管，用盖子将锭模盖好后进行浇铸，而后脱模

S5、电极坯退火：

将步骤S4中脱模后的电极坯进行退火，退火温度840～880℃，保温时间8～18h，炉冷至300～380℃出炉，退火后锯切冒口和锭尾；

S6、电渣重熔：

采用步骤S5得到的电极坯，采用车床进行表面机加工处理，去除表面氧化铁皮；200～350℃预热后，在电极坯的尾部焊接假电极，随后放入电渣炉中；

采用CaF₂、Al₂O₃、CaO配置成三元渣，然后对三元渣进行预熔并进行二次精炼提纯，使得三元渣中SiO₂≤0.6％、FeO≤0.15％；而后在保护气氛下冷却至室温；

对三元渣进行预热至650～850℃，而后将三元渣加入到电渣炉内进行电渣重熔冶炼，得到电渣锭；

S7、锻造：

将步骤S6中得到的电渣锭进行加热至加热温度1250～1280℃，保温22～35h，进行高温扩散均质化，然后经镦粗拔长锻造开坯，进行X、Y和Z三个方向多向镦粗拔长至成品尺寸，最后一火前保温温度为950～1100℃，最后一火锻造比≥2；

S8、锻后预处理：

将步骤S7中得到的锻坯一次水冷到坯料芯部温度≤450℃；然后装入热处理炉，进行完全退火+等温退火处理；

S9、超细化处理：

将步骤S8得到的工件置入加热炉中随炉升温至1000～1100℃，保温后，采用直接淬水的方式进行极限冷却控制，保证坯料整体均匀冷却和高的冷却速率：冷后芯部温度≤350℃；冷却结束后将工件置入退火炉中，加热至860～890℃，保温15～30h，炉冷到730-750℃，保温25～50h进行球化退火。

2.据权利要求1所述的一种高韧性、高抛光性、耐腐蚀的塑胶模具钢的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述合金料为铬铁合金料、钒铁合金料、硅铁合金料、钼铁合金料、镍铁合金料和锰铁合金料；在电炉中加入废钢并加热使其完全熔化后，先加入硅铁合金料，而后再加入其它5种合金料。

3.据权利要求2所述的一种高韧性、高抛光性、耐腐蚀的塑胶模具钢的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述碱性炉渣的碱度范围为2～2.5。