[发明专利]一种高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢

权利要求书

1.一种高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢的制备方法，其特征在于，所述高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢的化学成分按质量百分比含量计为：C 0.35-0.42%，Si 0.80-1.20%，Mn 0.25-0.55%，Cr 5.00-5.50%，Mo 1.20-1.50%，V 0.30-0.50%，Ni 0.20-0.50%，P≤0.015%，S≤0.003%，Cu≤0.010%，Ti≤0.005%，Nb≤0.010%，余量为Fe和不可避免的杂质；

所述制备方法包括电极坯的冶炼，电极坯冶炼过程采用无钙化处理方法，所述模具钢的Ca含量≤0.001%；

所述无钙化处理方法为：在LF精炼步骤中，采用高碱度精炼渣进行冶炼，渣中游离Ca元素向钢中扩散，达到自动平衡，从而以极低的溶解Ca含量，达到对钢中镁铝尖晶石的变性处理；并在VD精炼步骤中，VD精炼破空后不再进行喂钙线处理；

所述高碱度精炼渣的组分含量为：CaO 50~60wt%、Al₂O₃ 30~40wt%、MgO 5~10wt%及SiO₂≤ 6wt%；

所述模具钢经超细化处理以及球化退火后，在中心部位截取显微组织试样的截面处，带状组织级别为SA1~SA2和SB1~SB2，球化组织的级别为AS1~AS6，液析碳化物尺寸≤5μm；

所述超细化处理为：将所述模具钢的锻造毛坯预冷后重新加热至1000~1010℃，保温10~16h，然后采用水空交替冷却+风冷+空冷联合的方式进行冷却，其中，水空交替冷却至模具钢的模块芯部为400~500℃后，出淬火槽开启风机进行风冷10~20min，再停止风机，空冷至200~260℃，空冷过程中模块表面返温不超过350℃，完成超细化处理；

所述球化退火为：将超细化处理后的模具钢模块即时装炉，装炉温度为250℃以上，然后在640~660℃的温度下进行保温，使其截面温度均匀，然后再升温至850~890℃，保温12~28h，再随炉缓慢冷却至680~720℃，保温25~56h，并以30℃/h以下的冷速随炉缓冷至500℃以下，然后出炉空冷至室温，完成球化退火；

所述带状组织为：原始枝晶偏析经锻造变形后，沿变形方向呈流线形分布的正负偏析区，所述正负偏析区为条状或带状分布，正偏析区对应原始枝晶间组织，负偏析区对应原始枝晶干组织；

所述模具钢经下料、铣磨加工以及开模后形成模具，然后经真空热处理后，模具截面硬度均匀性≤2HRC；

所述真空热处理为：将所述模具装入真空气淬炉内，炉内抽真空后，经600~650℃预热，然后升温至800~900℃进行均温，再升温至990~1010℃进行奥氏体化，保温2~4h，再使用6~13bar的高压氮气进行气冷，冷却至模具表面温度150℃以下，再装入氩气保护井式回火炉中，在560℃以上至少进行三次回火，每次回火结束空冷或风冷至室温，完成模具的真空热处理；

在电渣重熔步骤中，将浇铸后退火得到的电极坯表面清理磨光，去除氧化铁皮及表面缺陷，然后采用CaF₂、Al₂O₃、CaO、SiO₂及MgO组成的五元渣系进行冶炼，所述五元渣系的添加量为420~500kg，平均熔速为12~15g/min，冶炼后得到最大锭型为Φ1100mm、最大锭重为20t的高纯净度电渣锭；

所述五元渣系各组分的比例为：CaF₂ 40~60重量份、Al₂O₃ 20~30重量份、CaO 10~20重量份、SiO₂ 10重量份以内及MgO 5重量份以内。

2. 根据权利要求1所述的高镜面、高韧性超大截面ZW863模具钢的制备方法，其特征在于，所述模具钢的化学成分按质量百分比含量计为：C 0.35-0.40%，Si 0.90-1.10%，Mn0.30-0.50%，Cr 5.00-5.30%，Mo 1.30-1.50%，V 0.30-0.50%，Ni 0.25-0.50%，P≤0.012%，S≤0.001%，Cu≤0.008%，Ti≤0.003%，Nb≤0.008%，余量为Fe和不可避免的杂质。