[发明专利]一种改善1Ni3MnCuMoAl大型钢锭非金属夹杂物的方法

说明书

本发明提供了一种改善1Ni3MnCuMoAl大型钢锭非金属夹杂物的方法，包括以下步骤：(1)冶炼：采用IM+LF炉+VD炉，浇铸温度控制在1540‑1550℃；冶炼过程中加入质量分数为0.02‑0.04％的Ti；(2)电渣：采用普通电渣或保护气氛电渣冶炼；(3)锻造：始锻温度控制在1180‑1250℃，终锻温度控制在850‑900℃，锻造加热采用550℃+850℃预热。本发明根据AlN与TiN的析出温度不同，TiN的析出温度高于AlN，在冶炼的模具钢原成份中加入微量的Ti，控制其含量为0.02‑0.04％，促使形成TiN，使之优先AlN析出，析出的TiN夹杂物数量及尺寸比原AlN夹杂物均大大降低，大于5μm的非金属夹杂物含量由占比90％降至20％，抛光性能由原来的8000#提高至10000#。

技术领域

本发明属于合金材料技术领域，具体涉及一种改善1Ni3MnCuMoAl大型钢锭非金属夹杂物的方法。

背景技术

近年来，我国模具钢行业飞速发展，特别是塑料行业的发展推动了塑料模具钢行业水平的整体发展。塑料模具产业的飞速发展对模具钢的纯净度、抛光性能、细晶组织等也提出了更高的要求。

高镜面模具钢是塑料模具中要求较高的一种材料，广泛应用于汽车、手机、家电及高端电子产品行业，模具材料需要承受高压、腐蚀、磨损等外界因素影响，因此对材料的综合力学性能要求较高，既要求材料的性能均匀性，同时也要保障材料的硬度。另外，材料中非金属夹杂物含量会影响模具钢的纯净度，同时影响模具钢的抛光性能。

1Ni3MnCuMoAl对应日本牌号NAK80，是一种预硬性塑胶模具钢，预硬状态交货，不需要再热处理，加之良好的抛光性和雕饰性，在塑胶方向得到广泛应用。而钢的纯净度直接决定了该钢的抛光性，实际生产中发现随着锭型的增大(6T→8T→12T)，其夹杂物数量及尺寸均有增多及长大的趋势。然而，抛光性能差，只能用于一些低抛光要求的模具产品。经电镜分析，该钢的夹杂物主要以AlN为主，大于5mm尺寸的AlN夹杂占比近90％，严重影响该钢抛光性能(该钢的抛光性能主要与夹杂物数量及尺寸有关)，特别是AlN的析出随着锭型的增大，其数量及尺寸均增加。

专利文献CN 110565014 A公开了一种高镜面塑料模具钢1Ni3MnCuMoAl厚板的生产工艺，该专利方法选用优质废钢电炉炼钢，以钢锭二火成材，通过合理的加热方式、轧制工艺以及时效硬化热处理制度得到内部质量优异，加工性能良好的高镜面塑料模具钢1Ni3MnCuMoAl厚板，钢板的最大厚度达到110mm，探伤满足GB/T2970 I级要求。该高镜面塑料模具钢1Ni3MnCuMoAl厚板综合性能良好，钢板表面质量较锻材有所提高，钢板组织均匀，加工及抛光性能优异，夹杂物级别低，生产成本较锻造成材的产品大幅度降低。按照GB/T10561A法检验夹杂物，该模具钢的夹杂物总级别不大于2.5级，钢板组织为粒状贝氏体和少量残余奥氏体，钢板硬度为38-43HRC。然而其夹杂物级别有待进一步提高，抛光性能仍有待改善。

由于对塑料模具钢1Ni3MnCuMoAl锭型的需求不断增大，需要大量制备出具有大锭型的1Ni3MnCuMoAl模具钢。然而该钢由于锭型越大，其夹杂物数量就增多，尺寸相应增大，严重影响了其抛光性能。因此，关于如何减少大型1Ni3MnCuMoAl钢锭中大尺寸夹杂物含量的方法，提升其抛光性能，有待进一步开发。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题，从而提供一种改善1Ni3MnCuMoAl大型钢锭大尺寸夹杂物含量的方法，以解决现有大规格1Ni3MnCuMoAl钢锭制备过程中非金属夹杂物含量较高，抛光性能较差的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种改善1Ni3MnCuMoAl大型钢锭非金属夹杂物的方法，包括以下步骤：

(1)冶炼：采用IM+LF炉+VD炉，浇铸温度控制在1540-1550℃；冶炼过程中加入质量分数为0.02-0.04％的Ti；